aA
Mokslininkai, pasinaudoję įrankiais, kuriuos jiems suteikė gamtos chemija, sukūrė naują metodą, leisiantį jiems modifikuoti specifines DNR molekulės sekas. Šis metodas ne tik padės nustatyti, kokia yra DNR biocheminių kitimų įtaka, bet ir suteiks daug naujų galimybių atliekant medicininę diagnostiką bei bus naudingas nanobiotechnologijų srityje.
chemija, mokslas, laboratorija, tyrimas
© Corbis
Derindami chemiją ir biotechnologijas Biotechnologijų instituto Vilniuje mokslininkai Saulius Klimašauskas ir Gražvydas Lukinavičius, bendradarbiaudami su Organinės chemijos instituto Aachene (Vokietija) mokslininkais sukūrė grupę fermentų, kurie padeda prijungti įvairias chemines grupes prie DNR grandinės, keičiant jos funkciją. Mokslinio darbo ataskaita lapkričio 27 dieną publikuota žurnale „Nature Chemical Biology“.

Tirti fermentai, vadinami DNR metiltransferazėmis, yra vieni iš įrankių, naudojamų įjungti arba išjungti genus. Prijungdamos paprastą atomų grupę – anglies atomą su prie jų prisijungusiais trimis vandenilio atomais (arba metilinę grupę) – prie tam tikrų bazių DNR sekoje, metiltransferazės gali išjungti geną. Metilinimo procesas labai svarbus embriono vystymosi metu, kancerogenezėje ir kituose procesuose, nes nuo jo priklauso geno ekspresija.

Tam, kad metiltransferazės būtų veiksmingos, joms reikalingas metilo grupių šaltinis, o dažniausiai juo būna molekulė, vadinama S-adenozil-L-metioninas (dar vadinamas AdoMet, SAM arba SAMe). Metiltransferazės prisijungia metilo grupes nuo AdoMet ir perneša jas tiesiai prie DNR į labai specifinę grandinės vietą. Šis specifiškumas reiškia, kad fermentai gali būti naudingas įrankis laboratorijoje. Bet S.Klimašauskas bei G.Lukinavičius su kolegomis norėjo fermentams suteikti daugiau lankstumo, kad jie galėtų pernešti ne tik paprastas metilines grupes.

Savo tyrime mokslininkai pademonstravo, kad visiškai neaukojant specifiškumo metiltransferazės iš tikrųjų gali būti panaudotos ir didesnėms cheminėms grupėms pernešti prie didelių DNR molekulių.

Norėdami išbandyti savo metodą mokslininkai susintetino molekules, kurios yra panašios į AdoMet, bet vietoj metilinės grupės jose buvo cheminės grupės su ilgesnėmis anglies grandinėmis. Fermentai sugebėjo prisijungti didesnes grupes ir pernešti jas prie DNR. DNR metiltransferazių šeimai priklauso fermentai, sugebantys atpažinti daugiau nei 200 skirtingų DNR sekų, todėl šis mokslinis darbas suteiks gerokai daugiau galimybių eksperimentuoti su DNR.

Norėdami pademonstruoti metodo potencialą keisti DNR funkciją, mokslininkai modifikavo DNR tokioje pozicijoje, kuri blokavo kito fermento sugebėjimą prisijungti molekulę tam tikroje gamtos numatytoje vietoje. „Niekas iki šiol rimtai nesusimąstė apie tokias pritaikymo galimybes, nes niekas nemanė, kad tai yra įmanoma“, - sakė S.Klimašauskas. Jis prognozuoja, kad DNR metiltransferazės taps tokiu standartiniu laboratoriniu įrankiu, kaip dabar yra restrikcijos endonukleazės.

Ankstesni tyrimai vertė manyti, kad cheminių grupių, didesnių už metilinę, pernaša neturėtų būti įmanoma, iš dalies dėl to, kad AdoMet metilinės grupės keitimas kitomis grupėmis mažino junginio cheminį aktyvumą. Siekiant susidoroti su šia problema pastarojo mokslinio darbo autoriai pasiskolino minčių iš organinės chemijos vadovėlių ir stabilizavo pernašą dvigubais bei trigubais angies atomo ryšiais.

„Paaiškėjo, kad mūsų pirmasis spėjimas – dvigubi arba trigubi anglies atomo ryšiai greta pernešamos grupės – padėjo išspręsti problemas, kurios neleido panašios reakcijos atlikti ankstesniuose tyrimuose“, - sakė S.Klimašauskas. Jis cheminę reakciją palygino su mechanine spyruokle, paaiškindamas, kad AdoMet cheminės energijos pakanka nedidelei metilinei grupei pernešti į kokį nors junginį. Bet didesnio junginio pernešimui reikalinga pagalbinė „spyruoklė“, kuri užtikrintų, kad pernešama grupė pasieks tikslą. Taigi, mokslininko teigimu, „cheminis mąstymas“ padėjo sėkmingai atlikti problemų kėlusią reakciją.

„Pademonstruodami 4-5 anglies atomų ilgio grandinių pernašą mes pateikėme įrodymą, kad tolesnis pernešamų grandinių ilginimas iš esmės taip pat turėtų būti įmanomas“, - sakė S.Klimašauskas.

Mokslininkai išsiaiškino, kad dėl savo specifinės prigimties, priklausančios nuo amino rūgščių sekos, metiltransferazės pasižymi aiškiu pranašumu, lyginant su įprastais DNR žymėjimo metodais bei kitais biopolimerais. „Mūsų pasiūlytas būdas suteikia galimybę žymėti didelės natūralias DNR molekules specifiniuose vidiniuose ar galiniuose fragmentuose“, - paaiškino S.Klimašauskas.

Nors potencialių metodo panaudojimo sričių yra daugybė, mokslininkai dabar planuoja susintetinti naujų AdoMet analogų ir išplėsti cheminių grupių, kurias gali pernešti DNR metiltransferazės, rinkinį. S.Klimašauskas su kolegomis dabar stengiasi prie pailgintų grandinių prijungti naudingas funkcines grupes. Pavyzdžiui, mokslininkai ląstelinius komponentus dažnai žymi molekule, vadinama biotinu, nes ji tvirtai jungiasi prie kitos molekulės, streptavidino, todėl streptavidiną galima panaudoti siekiant išskirti dominančias molekules. Jei prie AdoMet analogo galima būtų prijungti biotiną, tai, pasak S.Klimašausko, tokį junginį būtų galima panaudoti kaip molekulinį kablį, kuriuo būtų išžvejojamos visos molekulės, kurios paprastai ląstelėje būna metilinamos. „Dabar nėra jokio palyginamo būdo bendrai metilinamų ląstelės taikinių analizei“, - sakė S.Klimašauskas.

DNR – ne vienintelės molekulės, kurios natūraliai metilinamos ląstelėje – tokiame procese taip pat gali dalyvauti ir RNR bei baltymai, o šias reakcijas atliekantys fermentai taip pat priklausomi nuo savo metilo grupių šaltinio – AdoMet. Kadangi chemija visur yra vienoda, labai tikėtina, kad šis metodas gali būti pritaikomas ir toms biomolekulėms, o tai dar labiau padidintų metodo naudingumą. S.Klimašauskas sakė, kad vienas iš potencialių išradimo panaudojimų – įvairių ribosomų (RNR pagrindo baltymų gamybos grandinių) zonų žymėjimas fluoroforais naudojant atitinkamas metiltransferazes, o tai suteiktų galimybę tirti sudėtingo baltymų transliacijos proceso eigą realiu laiku.

www.DELFI.lt
Griežtai draudžiama DELFI paskelbtą informaciją panaudoti kitose interneto svetainėse, žiniasklaidos priemonėse ar kitur arba platinti mūsų medžiagą kuriuo nors pavidalu be sutikimo, o jei sutikimas gautas, būtina nurodyti DELFI kaip šaltinį.
Įvertink šį straipsnį
Norėdami tobulėti, suteikiame jums galimybę įvertinti skaitomą DELFI turinį.
(0 žmonių įvertino)
0

Britai žada revoliuciją energetikos pramonėje: 36 000 kilometrų aukštyje – milžiniška kosminė saulės jėgainė

Jungtinė Karalystė nori gaminti saulės energiją kosmose ir, manoma, kad įmanoma tai padaryti...

Žemės orbitos link atskrieja didžiausiais šiais metais asteroidas: beveik 2 km kosminis luitas praskros dangų jau penktadienį (1)

Milžiniškas asteroidas – iki 1755 metrų skersmens, jau šį penktadienį kirs Žemės orbitą,...

Žemę pasiekė pribloškiantys Saulės vaizdai, užfiksuoti kosminio zondo: astronomai nesikuklina – iki šiol nieko panašaus nebuvo stebėję

Žemę pasiekė įspūdingi Saulės vaizdai, kuriuos užfiksavo Europos kosmoso agentūros kosminis...

Mokslininkai skelbia stulbinantį atradimą apie žmogaus DNR: aptiko dažnesnes mutacijas patvirtinančius procesus

Heidelbergo EMBL padalinyje dirbantys mokslininkai išsiaiškino, kad žmogaus genomo pokyčių...

Astronomų pastebėtas mįslingas žiedas gali būti tarpgalaktinės kilmės objektas

Vakarų Sidnėjaus universiteto mokslininkai kartu su tarptautine ekspertų komanda netoli kaimyninės...

Top naujienos

Delfi PliusTomas Janonis

Valstybė kapituliavo prieš Jurijaus Borisovo tvirtovę: štai kuo baigėsi kelis metus vykusi kova

Su Rusija siejamo nušalinto prezidento Rolando Pakso bendražygio ir verslininko Jurijaus Borisovo...

Prekyba su Rusija: dalis Lietuvos verslininkų net ir vykstant karui skubėjo užsipildyti sandėlius

Šių metų kovą, vykstant karui Ukrainoje, importas iš Rusijos į Lietuvą padidėjo 55 proc....

Karas Ukrainoje. Ukraina: Rusijos puolimas įžengė į aktyviausią fazę

Pasak Ukrainos gynybos ministerijos atstovo Oleksandro Motuzianyko, Rusijos puolimas Ukrainoje...

Kruvinas išpuolis Teksase: per šaudynes pradinėje mokykloje žuvo 19 vaikų

Teksase šaulys pradinėje mokykloje antradienį nužudė 19 vaikų ir du suaugusiuosius, o...

Verslas PliusUgnė Karaliūnaitė

Gamyklos Klaipėdoje vadovė Vaicekauskienė: lietuviai visiškai nebenori dirbti

Klaipėdos laisvojoje ekonominėje zonoje (LEZ) įsikūrusios gamyklos „ Baltijos Eukutecas “,...

Ne tik taupumas, bet ir smūgis Rusijai: ko norime labiau – karo pabaigos ar įjungto oro kondicionieriaus?

Rusijos karinė agresija prieš Ukrainą įžiebė diskusijas apie Europos energetinį saugumą. Vis...

Rusų influencerė tikina buvusi išprašyta nuo Kanų raudonojo kilimo dėl „pernelyg provokuojančios išvaizdos“

Kanų kino festivalio metu Viktoriją Bonią paprašė nulipti nuo raudonojo kilimo dėl „pernelyg...

Ernestas Naprys

Sukrėsta kriptovaliutų rinka neberanda krypties – žmonės prarado santaupų milijardus, net turtuoliai save vadina vargšais (1)

Gegužės viduryje šoką patyrusi kriptovaliutų rinka iki šiol neatranda krypties ar naujos...

Verslas PliusBloomberg News

Putino valstybinio naftos sektoriaus lyderė patiria didžiausią nuosmukį

Valstybės kontroliuojama naftos pramonės lyderė, vadovaujama artimo prezidento Vladimiro Putino...

Ekspertai papasakojo, kaip susidoroti su sodą puolančiais kenkėjais: invazinius šliužus ir sraiges gali sustabdyti tik keli dalykai

Viena didžiausių sodininkų problemų yra šliužai ir sraigės. Šie kenkėjai kasmet puola...