Cercetătorii au descoperit structura cristalină a unei configurații alternative a ADN-ului în gena insulinei, oferind perspective asupra rolului acesteia în diabet.

Această descoperire în cristalografie ar putea deschide calea pentru tratamente țintite pentru diabet prin înțelegerea și manipularea formelor ADN-ului.”

 

Structuri alternative ale ADN-ului

Prima structură cristalină a unei forme alternative de ADN din gena insulinei a fost dezvăluită de o echipă de cercetare condusă de UCL.

ADN-ul este larg acceptat ca fiind format din două catene care se învârt unul în jurul celeilalte, cunoscute sub numele de dublu helix, dar este posibil ca ADN-ul să-și schimbe forma și structura. Noul studiu, publicat în Nature Communications, dezvăluie detaliile structurii unui tip de ADN numit I-motif prin cristalizarea acestuia pentru prima dată.

Co-autorul principal Dr. Zoë Waller (UCL School of Pharmacy) a spus: „ADN-ul este materialul nostru genetic, iar structura sa arată, de obicei, un pic ca o scară răsucită numită dublu helix. Această formă este iconică, dar există structuri alternative de ADN și se crede că pot juca un rol potențial în dezvoltarea bolilor genetice, cum ar fi diabetul sau cancerul.”

Cercetătorii s-au concentrat pe ADN-ul i-motif, care are o structură interconectată care seamănă cu un nod și a fost confirmat că a fost găsit în celulele umane vii abia în 2018. 

„Se știa anterior că a existat o regiune de ADN în gena insulinei care se poate plia în structuri și forme alternative de ADN. De asemenea, se știa că această regiune a ADN-ului variază la oameni. Munca noastră arată că aceste variante diferite în secvență se pliază în forme diferite de ADN,” a spus Dr. Waller.

 

Tehnici avansate în cristalizarea ADN-ului

Oamenii de știință au folosit o tehnică de cristalografie care concentrează o soluție care conține ADN, permițând formarea cristalelor, care este o metodă importantă pentru cercetători pentru a vedea structura ADN-ului folosind cristalografia cu raze X.

Dr. Waller a explicat: „Am reușit să cristalizăm o structură de ADN cu patru catene, numită „i-motiv”. Cristalele noastre ne-au permis să determinăm exact cum arată structura acestui ADN folosind razele X. Acest lucru a arătat că anumite secvențe de ADN au interacțiuni speciale, suplimentare, care le ajută să formeze mai ușor structuri alternative de ADN.”

 

Implicații pentru tratamentul diabetului zaharat și dezvoltarea medicamentelor

Echipa de cercetare a demonstrat că diferitele variante de secvență ale genei insulinei formează structuri ADN diferite, care, la rândul lor, ar putea afecta dacă insulina este pornită sau oprită.

Demonstrând modul în care forma ADN-ului poate afecta funcția genei insulinei, deja cunoscută a fi critică în diabet, ei speră că descoperirile lor ar putea ghida cercetările viitoare în tratamentul diabetului. Structura cristalină dezvoltată de oamenii de știință poate permite folosirea descoperirii de medicamente bazate pe calculație pentru a viza ADN-ul i-motif din gena insulinei, deoarece atunci când oamenii de știință cunosc forma 3D specifică, pot proiecta molecule digital și le pot modela pentru a vedea dacă se potrivesc.

Oamenii de știință pot dezvolta apoi noi medicamente folosind anumite substanțe chimice, atunci când știu care dintre ele se vor potrivi cel mai bine țintei medicamentului – un proces numit proiectare rațională. Fiind prima structură cristalină de acest tip, cercetătorii spun că va fi utilă și ca model pentru alte ținte din genom, pe lângă gena insulinei, care formează această formă a ADN-ului.

Dr. Waller a adăugat: „Această cercetare înseamnă că acum putem folosi forma ADN-ului pentru a proiecta molecule care să lege aceste structuri, care ar putea fi dezvoltate în medicamente și potențiale medicamente.”

 

Sursa: Scitechdaily.com

Sursa foto: Dilek Guneri et al, UCL School of Pharmacy