کشف ساختار جدیدی در لایه محافظتی ژنتیکی که باعث افزایش طول عمر می‌شود

محققان ساختار جدیدی از DNA تلومری را با کمک فیزیک و یک آهنربای کوچک کشف کردند. بسیاری از دانشمندان تلومر ها را کلیدی برای زندگی طولانی تر می دانند. آنها از ژن ها در برابر آسیب محافظت می کنند، اما هر بار که یک سلول تقسیم می شود کمی کوتاه تر می شوند و اگر خیلی کوتاه شوند، سلول می میرد. دانشمندان می گویند این کشف موفقیت آمیز به ما در درک پیری و بیماری کمک می کند.

به گزارش فرارو به نقل از rahnamato، وقتی نام DNA را می شنوید، فیزیک معمولاً اولین رشته علمی نیست که به ذهنتان خطور می کند. با این حال، جان ون نورت از موسسه فیزیک لیدن (LION) در هلند، یکی از دانشمندانی است که این ساختار جدید DNA را پیدا کرده است. او به عنوان یک بیوفیزیکدان از روش های فیزیک برای آزمایش های بیولوژیکی استفاده می کند.

این موضوع همچنین توجه زیست شناسان دانشگاه فناوری نانیان در سنگاپور را به خود جلب کرد و از او خواستند تا به مطالعه ساختار DNA تلومر ها کمک کند. هر سلول بدن ما حاوی کروموزوم هایی است که حامل ژن هایی هستند که ویژگی های ما را تعيين می کنند  (مثلاً چه شکلی هستیم). در انتهای این کروموزوم ها تلومر ها قرار دارند که از کروموزوم ها در برابر آسیب محافظت می کنند. آنها کمی شبیه به نوک های پلاستیکی انتهای بند کفش ما هستند.

از آنجایی که دی ان ای (DNA) بین تلومر ها طویل است، باید تا شود تا در یک سلول قرار گیرد. این امر با پیچاندن DNA در اطراف بسته های پروتئین به دست می آید. DNA و پروتئین ها با هم به عنوان نوکلئوزوم شناخته می شوند. این ها به شکلی شبیه به رشته ای از مهره ها، با یک نوکلئوزوم، یک تکه DNA آزاد (یا غیر متصل)، یک نوکلئوزوم و ... مرتب شده اند.

سپس این رشته مهره ها بیشتر تا می شود. نحوه انجام این کار به طول DNA بین نوکلئوزوم ها بستگی دارد. قبلاً دو ساختار که پس از تا شدن رخ می داد، شناخته شده بودند. ولی ون نورت و همکارانش در مطالعه خود ساختار تلومر دیگری را کشف کردند. در اینجا نوکلئوزوم ها بسیار به هم نزدیک تر هستند، بنابراین دیگر هیچ DNA آزاد بین مهره ها وجود ندارد که در نهایت یک مارپیچ بزرگ از DNA ایجاد می کند.

ساختار جدید با استفاده از ترکیبی از میکروسکوپ الکترونی و طیف سنجی نیروی مولکولی کشف شد. در این جا یک سر DNA به یک اسلاید شیشه ای وصل شده و یک توپ مغناطیسی کوچک به سر دیگر چسبیده شد.

مجموعه ای از آهنرباهای قدرتمند بالای این توپ قرار گرفت تا رشته ها را از هم جدا کند. با اندازه گیری مقدار نیروی مورد نیاز برای جدا کردن مهره ها، در مورد نحوه تا شدن رشته ها میتوان اطلاعات بیشتری بدست آورد. سپس محققان سنگاپور از یک میکروسکوپ الکترونی برای دریافت تصویر بهتر از ساختار استفاده کردند.

ون نورت می گوید این ساختار «جام مقدس زیست شناسی مولکولی» است. اگر ساختار مولکول ها را بشناسیم، این به ما بینش بیشتری در مورد چگونگی روشن و خاموش شدن ژن ها و نحوه برخورد آنزیم ها در سلول ها با تلومر ها می دهد.

کشف ساختار تلومری جدید درک ما را از بلوک های ساختمانی در بدن را بهبود می بخشد و این به نوبه خود در نهایت به ما کمک می کند تا پیری و بیماری هایی مانند سرطان (cancer) را بهتر درک کنیم و دارو هایی برای مبارزه با آن ها تولید کنیم.

نتایج این مطالعه ۱۴ سپتامبر در مجله علمی Nature منتشر شده است.