مطالعه مکانیسمی را که قبلاً ناشناخته بود برای تا شدن DNA نشان می دهد

مکانیسمی که تاکنون ناشناخته برای تا شدن DNA در مطالعه ای در این مقاله شرح داده شده است طبیعت توسط محققان موسسه کارولینسکا و موسسه بیوفیزیک ماکس پلانک منتشر شده است. یافته های آنها بینش جدیدی را در مورد فرآیندهای کروموزومی ارائه می دهد که هم برای رشد طبیعی و هم برای جلوگیری از بیماری حیاتی هستند.

DNA در سلول‌های ما به صورت کروموزوم‌ها سازماندهی شده است، کروموزوم‌هایی که ساختارهای بسیار پویایی هستند که با رونویسی ژن‌ها هنگام ترمیم آسیب DNA یا زمانی که کروموزوم‌ها در آماده‌سازی برای تقسیم سلولی فشرده می‌شوند، تغییر می‌کنند. این فرآیندها تحت تأثیر کمپلکس های به اصطلاح پروتئین SMC (SMC، حفظ ساختار کروموزوم ها) قرار می گیرند، که با واسطه برهم کنش های کروموزومی سازماندهی فضایی صحیح ژنوم را تضمین می کند.

در انسان و سایر یوکاریوتها، یعنی موجوداتی که سلولهای آنها دارای هسته هستند، سه کمپلکس پروتئینی وجود دارد. دانشمندان قبلاً مکانیسم عملکرد دو نفر از آنها را آشکار کرده اند. در مطالعه حاضر، محققان سومین کمپلکس Smc5/6 را مورد بررسی قرار دادند که عملکرد آن عمدتا ناشناخته مانده است.

کامیلا بیورکگرن، استاد گروه زیست‌شناسی سلولی و مولکولی در موسسه کارولینسکا، که این مطالعه را رهبری می‌کند، می‌گوید: «این نتایج مجموعه Smc5/6 را به‌عنوان یک تنظیم‌کننده جدید چین‌خوردگی DNA نشان می‌دهد، که می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد نحوه سازماندهی کروموزوم‌ها به ما بدهد. همراه با یوجین کیم، رهبر گروه تحقیقاتی در موسسه بیوفیزیک ماکس پلانک در فرانکفورت آم ماین. این کشف از نظر پزشکی نیز مرتبط است، زیرا تا شدن DNA برای عملکرد طبیعی کروموزوم و جلوگیری از تغییرات کروموزومی که می تواند منجر به بیماری شود، مهم است.

محققان کمپلکس Smc5/6 را از مخمر خالص کردند و با استفاده از میکروسکوپ با وضوح بالا از مولکول‌های منفرد، نحوه اتصال و تأثیر آن بر مولکول‌های DNA فردی را بررسی کردند. اعتقاد بر این است که اصول سازماندهی کروموزومی در مخمر و انسان که هر دو موجودات یوکاریوتی هستند، یکسان است. محققان برای آزمایش‌های خود، هم کمپلکس پروتئین و هم DNA را با مولکول‌های فلورسنت با رنگ‌های متفاوت برچسب‌گذاری کردند تا از طریق میکروسکوپ قابل ردیابی باشند.

نتایج آنها نشان می دهد که کمپلکس Smc5/6 با اکسترود کردن یک حلقه DNA به طور فزاینده ای بزرگتر عمل می کند، خاصیتی که با سایر کمپلکس های یوکاریوتی SMC مشترک است.

محققان همچنین نحوه تنظیم این فرآیند را بررسی کرده‌اند و در میان چیزهای دیگر دریافتند که برای تشکیل یک حلقه به دو کمپلکس Smc5/6 نیاز است، در حالی که مجتمع‌های پروتئینی تنها در طول مولکول DNA جابجا می‌شوند.

تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که Smc5/6 ویروس‌های خاصی را مهار می‌کند و نشان می‌دهد که در برابر انواع خاصی از سرطان نیز محافظت می‌کند و برای رشد طبیعی جنین مهم است. محققان KI اکنون می خواهند بررسی کنند که چگونه این ویژگی ها با مکانیسم تازه کشف شده مرتبط هستند.

گام بعدی تحقیق ما این است که بفهمیم چگونه توانایی مجتمع Smc5/6 برای ایجاد حلقه‌های DNA بر عملکرد آنها در سلول‌ها تأثیر می‌گذارد، که می‌تواند درک ما را از اینکه چگونه Smc5/6 می‌تواند به‌عنوان یک مسدودکننده ویروس عمل کند، در برابر سرطان محافظت کند و کمک کند. رشد جنین.”

کامیلا بیورکگرن، استاد گروه زیست شناسی سلولی و مولکولی در موسسه کارولینسکا

این مطالعه توسط شورای تحقیقات سوئد، انجمن سرطان سوئد، CIMED (مرکز پزشکی نوآورانه) و موسسه بیوفیزیک ماکس پلانک تامین شد.