Найден ранее неизвестный механизм хранения информации в ДНК и РНК

Российский молекулярный биолог Максим Никитин обнаружил новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК и РНК, а также связанный с ним механизм управления активностью генов. Об этом сообщила пресс-служба научно-технического университета "Сириус". Исследование опубликовано в журнале nature.

Долгое время у генетиков было предположение заключающееся в том, что уровень активности гена зависит исключительно от его структуры. Однако, уже к концу XX века у специалистов начали появляться сомнения, что это не совсем так работает и на работу генов влияет масса других факторов, в том числе то, как "упакована" ДНК внутри ядра клетки, насколько избирательно клеточные механизмы считывают тот участок генома, где расположен тот или иной ген, и какие короткие нити РНК могут взаимодействовать с его "рабочими" копиями, молекулами матричной РНК. Большое число подобных механизмов позволяет растениям, животным, человеку и грибам регулировать уровень активности разных генов при адаптации к меняющимся условиям среды. Нарушения в работе этого процесса, которые биологи и генетики называют экспрессией генов, часто ведут к развитию онкологических заболеваний и смерти организма.

Однако, Никитин обнаружил следы существования еще одного механизма управления экспрессией генов. Он построен на базе механизма хранения информации в ДНК, который связан с тем, насколько сильно разные одиночные цепочки нуклеотидов могут быть похожими друг на друга а так же насколько активно и долго они могут связываться друг с другом. Российский ученый обратил внимание, что взаимодействие между похожими друг на друга короткими цепочками ДНК и РНК может часто происходить внутри живых клеток. Формирование слабых и временных связей между подобными нитями потенциально должно сказываться на передаче информации внутри клеток, а также влиять на уровень активности большого числа генов, чьи оригиналы и копии будут взаимодействовать с такими нитями ДНК и РНК.

"Я обратил внимание на необычное свойство ДНК, которое 70 лет оставалось незамеченным. Оказалось, что для любой одноцепочечной ДНК существует великое множество других одноцепочных ДНК с практически любой наперед заданной силой сродства. Взаимодействия между этими молекулами позволяют передавать информацию и управлять экспрессией генов" — сказал Никитин.

Руководствуясь этой идеей, биолог просчитал, как будут вести себя похожие короткие молекулы ДНК, состоящих из десяти произвольных нуклеотидов. В качестве доказательства своей теории Никитин разработал несколько наборов коротких цепочек ДНК, способных хранить небольшое количество бит данных, а также решать уравнения и извлекать корень из целого числа. Ученый предполагает, что схожие системы могут использовать живые организмы для регулировки активности генов в ответ на внешние сигналы и он надеется что его работа поможет человечеству победить рак.

Источник: vk.com

Комментарии: