کشف ساختار چهارقطبی DNA

arezoo — Thu, 24 Jan 2013 07:33:56 +0000

Steve Connor (استیو کانر)

برگردان:

احسان سنایی

استیو کانر - از وقتی که جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۳ پی به مارپیچ دوپایه DNA بردند، این سازه به‌عنوان نمادی از علم شناخته می‌شود. اما دانشمندان اخیراً متوجه شده‌اند این مارپیچ دوپایه می‌تواند طی رفتار طبیعی‌اش به مارپیچ دیگری شامل چهار پایه هم بدل شود؛ کشفی که نویدبخش روش‌های تازه‌ای از درمان سرطان نیز هست.

این ساختار پیچیده را دانشمندان دانشگاه کمبریج به تأیید نهایی رسانده‌اند –‌‌ همان دانشگاهی که واتسون و کریک ابتدا در آن موفق به کشف DNA شدند. DNA چهارقطبی، ظاهراً در سلول‌هایی که تقسیم سریعی دارند، حضور پررنگ‌تری دارد و لذا می‌توان از آن به عنوان شاخصی برای سرطانی بودن و یا نبودن سلول‌های مربوطه هم بهره برد.

سرپرستی این پژوهش، که گزارش‌اش در شماره اخیر نشریه Nature Genetics انتشار یافت را پروفسور شانکار بالاسوبرامانیان (Shankar Balasubramanian) به عهده داشت که می‌گوید: «این ساختار، کاملاً با مارپیچ دوپایه فرق می‌کند. یک‌جور مارپیچ چهاررشته‌ی‌ زیباست که اطلاعات کمی از آن داریم، اما مطمئنیم که وجود دارد. این DNA چهارقطبی می‌تواند ابزاری برای پیش‌گیری گزینشی از تکثیر سلول‌های سرطانی باشد. اینکه فهمیده‌ایم این [سازه] در سلول‌های بدن وجود دارد، خودش یک شاهکار واقعی‌ست. ما بین مولکول‌ها، و گیر انداختن این سازه‌های چهارقطبی و نیز امکان پیش‌گیری از تکثیر سلول هم خط و ربط‌هایی را دیده‌ایم که خیلی موضوع جالبی‌ست. مطابق این پژوهش، احتمال شکل‌گیری این سازه‌های چهارگانه در سلول‌هایی نظیر تومورهای سرطانی که به سرعت تکثیر می‌شوند، بیشتر است».

کشف مارپیچ دوپایه DNA از بزرگ‌ترین کشفیات تاریخ علم بود، چراکه بنیان درک نحوه گذار بین‌نسلی اطلاعات ژنتیکی و همچنین تأثیرشان بر فرآیندهای بیوشیمیایی بدن را پی ریخت. اگرچه دانشمندان از قبل هم می‌دانستند که DNA می‌تواند تحت شرایط کنترل‌شده آزمایشگاهی به سازه‌های پیچیده بدل شود، اما این نخستین بار است که چنین پدیده‌ای در سلول‌های زنده بدن بروز می‌یابد. به‌گفته دکتر جولی شارپ (Julie Sharp)، مدیر ارشد اطلاعات علمی پژوهشگاه سرطان بریتانیا، که بودجه این پژوهش را تأمین کرده، «۶۰ سال بود که معمای ساختار [DNA] حل شده بود، اما کارهایی نظیر این، نشان می‌دهند که داستان DNA سر دراز دارد».

مولکول غول‌آسای DNA، کل داده‌های اطلاعاتی لازم برای تولید یک انسان، که در رشته‌ای متشکل از چهار واحد شیمیایی یا «جفت‌باز» تحت عناوین C، G، A و T رمزگذاری شده‌اند را شامل می‌شود. این مولکول، سنگ بنای کروموزم‌هاست. پروفسور بالاسوبرامانیان و همکارانش متوجه شده‌اند هر وقت نسبت پایه گوانین، یا جفت‌باز G بیشتر از بقیه است، مارپیچ دوپایه به یک سازه چهارقطبی می‌شکند، که مثل یک گره سفت در ساختار مولکول DNA می‌ماند.

وقتی دانشمندان از مولکول‌های شبه‌مخدّر برای گیرانداختن این سازه‌های چهارقطبی استفاده کردند، متوجه شدند این مولکول‌ها هم می‌توانند در فرآیند تقسیم سلولی نقش ایفا کنند و لذا مارپیچ چهارقطبی، به نحوی با روند تکثیر سلولی – و همچنین تکثیر افسرگسیخته‌ای که در تومورهای سرطانی دیده می‌شود – نیز مربوط است.

به گفته پروفسور بالاسوبرامانیان، «ما فهمیدیم که با مهار DNA چهار قطبی از طریق مولکول‌های ترکیبی می‌شود آن‌ها را تفکیک، و ثباتشان را تضمین کرد؛ به‌طوری که بتوان رهنمودهای مهمی را در خصوص نحوه سرکوب تقسیم سلولی از آن‌ها به دست آورد. چیزهای زیادی‌ست که نمی‌دانیم. از یک طرف امکان دارد این سازه‌های چهارقطبی، مثل گره‌های توبرتو، حین تقسیم DNA ایجاد مزاحمت کنند [...] اینکه هم‌اینک امکان تشخیص سلول‌های خاص میزبان ژن‌های حاوی این نقش‌مایه‌ها وجود دارد – آن‌هم سلول‌هایی که در قیاس با سلول‌های معمولی، ظاهراً حساسیت بیشتری به دخالت بیرونی نشان می‌دهند – اتفاق نویدبخشی‌ست».

منبع: The Independent

در همین زمینه:

نخستین عکس مستقیم از مولکول DNA منتشر شد

DNAهای بی‌فایده هم مفیدند

موفقیت دانشمندان در القای حافظه موقت به DNA

توضیح تصویر:

نقاشی‌ای با عنوان «زنده با رمز»، اثر آنی نیومن که در دفتر کار پروفسور بالاسوبرامانیان قرار دارد و نشانگر یک DNA چهارقطبی‌ست.

کروموزوم

کشف ساختار چهارقطبی DNA