Некомплементарная коммутация цепей как фундаментальная альтернатива обработке информации ДНК

Давным-давно, чтобы позвонить по телефону, нужно было набирать телефонистку, которая соединяла абонентов с помощью специального устройства — коммутатора. Вряд ли кто помнит те прекрасные времена, но сегодня пример из прошлого неожиданно помогает осознать науку настоящего. Оказывается, коммутация существует в мире молекул, а узнали мы об этом буквально вчера. 5 января 2023 года в престижном Nature Chemistry вышла статья российского специалиста Максима Никитина, пошатнувшая фундамент классических представлений о хранении и передаче генетической информации.

Парадигма двойной спирали доминирует уже 70 лет. Устаканено, что наследственная информация хранится и передается по принципу комплементарности. На основе матрицы одной цепи строится вторая — так и работают репликация, транскрипция, репарация. Двойной же спиралью объясняется и дихотомическое ветвление эволюционных деревьев.

Заведующий лабораторией нанобиотехнологий МФТИ, руководитель направления «Нанобиомедицина» университета «Сириус» Максим Никитин обнаружил принципиально иной механизм работы с информацией. Биофизик назвал феномен коммутацией цепей. По Никитину, небольшие цепочки ДНК имеют низкое сродство друг к другу, но при этом передают информацию. В экспериментальной смеси из одноцепочечных и некомплементарных олигонуклеотидов одновременно будут сосуществовать самые различные комплексы. Но за счет чего? Все благодаря обратимым низкоаффинным взаимодействиям. Выяснилось, что даже не соприкасаясь напрямую, две молекулы нуклеиновых кислот А и В могут спокойно влиять друг на друга через образование пусть и очень слабых, но интермедиатов с третьей молекулой, играющей роль «коммутатора». Из этого вытекает, что в живых системах любые одноцепочечные ДНК в состоянии регулировать экспрессию генов, которым они некомплементарны по нуклеотидной последовательности!

Пока Уотсон, Крик и Чаргафф нервно курят в сторонке, первый и единственный автор статьи отмечает, что молекулярная коммутация должна помочь глубже понять процессы старения, рака, памяти и даже эволюции жизни. Очевидно, нам стоит ожидать новых крупных научных прорывов. А пока, чтобы не ударить в грязь лицом и узнать многие тренды российской науки, советуем прочитать о предыдущих работах М. Никитина в области наномедицины. Недаром Биомолекула в конце 2022 года выпустила обзорную статью, где нескучно рассказывается о трудах ученого и его коллег: https://biomolecula.ru/articles/sirius-chetyre-nauchnykh-stikhii

Источник: www.nature.com

Комментарии: