4 strand dna
© Thomas Splettstoesser/Wikimedia Commons
Rekonstrukcija ljudskog telomera s četverostrukom DNA
Dvije tanke niti povezane su u spiralnu zavojnicu: ovo je ikonast oblik molekule DNA. Ali ponekad DNK može stvoriti rijetku četverostruku zavojnicu, a ta neobična struktura može igrati ulogu u bolestima poput raka.

O tim se četverolančanim DNA, poznatim kao G-kvadrupleksi, ne zna mnogo - ali sada su znanstvenici razvili novi način otkrivanja tih neobičnih molekula i promatranja njihovog ponašanja u živim stanicama. U novoj studiji, objavljenoj 8. siječnja u časopisu Nature Communications, tim je opisao kako određeni proteini uzrokuju zapetljavanje G-kvadrupleksa; u budućnosti bi njihov rad mogao dovesti do novih lijekova koji uhvate DNA četverostruke spirale i poremete njezinu aktivnost. Droge bi mogle intervenirati, na primjer, kada neobična DNA pridonese rastu kancerogenog tumora.

"Pojačavaju se dokazi da G-kvadrupleksi igraju važnu ulogu u širokom spektru vitalnih procesa i u nizu bolesti", rekao je autor studije Ben Lewis s Odjela za kemiju na Imperial College u Londonu.

4 strand dna
© Imperial College London
Općenito, G-kvadrupleksi nastaju u stanicama raka u mnogo većem broju nego u zdravim stanicama, navodi se u izjavi. Razne studije povezivale su prisutnost četverolančane DNA s brzom podjelom stanica karcinoma, procesom koji dovodi do rasta tumora; pa su znanstvenici pretpostavili da ciljanje čudne DNA lijekovima može usporiti ili zaustaviti ovu neobuzdanu diobu stanica. Neke studije već podržavaju ovu ideju.

"Ali karika koja nedostaje oslikavala je ovu strukturu izravno u živim stanicama", rekao je Lewis. Drugim riječima, znanstvenicima je trebao bolji način za promatranje tih molekula DNA u akciji. Nova studija počinje ispunjavati znanje koje nedostaje.

G-kvadrupleksi se mogu stvoriti ili kada se jedna dvolančana molekula DNA presavije na sebi ili kada se višestruki lanci DNA povežu u jednu nukleinsku kiselinu, poznatu kao gvanin - jedan od gradivnih blokova DNA, tvrdi časopis Discover Magazine. Kako bi uočio ovu funky DNA u stanicama, tim je upotrijebio kemikaliju nazvanu DAOTA-M2, koja emitira fluorescentnu svjetlost kada se veže za G-kvadruplekse. Umjesto da samo mjeri svjetlinu svjetlosti, koja varira ovisno o koncentraciji molekula DNA, tim je također pratio koliko je dugo svjetlost svijetlila.

Praćenje koliko je dugo trajalo svjetlo pomoglo je timu da vidi kako različite molekule djeluju u interakciji s četverolančanom DNK u živim stanicama. Kada bi se molekula zakvačila za DNA lanac, istisnula bi užareni DAOTA-M2, uzrokujući da se svjetlost brže ugasi nego da je kemikalija ostala na svom mjestu. Koristeći ove metode, tim je identificirao dva proteina, nazvane helikaze, koji odmotavaju niti četverolančane DNA i započinju proces njihovog razgradnje.

Također su identificirali druge molekule koje se vežu za DNK; buduće studije o tim molekularnim interakcijama mogle bi pomoći znanstvenicima u dizajniranju lijekova koji se vežu za DNK.

"Mnoge istraživače zanimao je potencijal molekula koje vežu G-kvadrupleks kao potencijalnih lijekova za bolesti poput raka", rekao je u izjavi Ramon Vilar, profesor medicinske anorganske kemije u Imperialu. "Naša metoda pomoći će u napretku u razumijevanju ovih potencijalnih novih lijekova."