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G-quadruplexes egualmente esiste all'interno del genoma umano

La scoperta apre le possibilità per una nuova generazione di terapie mirate a per cancro

Nel 1953, i ricercatori Watson di Cambridge ed il torcicollo hanno pubblicato un documento che descrive “la struttura d'intreccio del DNA dell'elica doppia„ - il codice chimico per tutta la vita.

Ora, durante l'anno di anniversario di quel punto di riferimento scientifico sessantesimo, i ricercatori di Cambridge hanno pubblicato un di carta provando quello “che le strutture quattro-incagliate del DNA dell'elica quadrupla„ - conosciute come G-quadruplexes - egualmente esistono all'interno del genoma umano. Si formano nelle regioni di DNA che sono ricche di guanina della particella elementare, abbreviate solitamente “al G„.

I risultati tracciano il punto in 10 anni di ricerca dagli scienziati per mostrare queste strutture complesse in vivo - in cellule umane viventi - che lavorano dall'ipotetico, attraverso la modellistica di calcolo agli esperimenti sintetici del laboratorio e definitivo l'identificazione in cellule tumorali umane facendo uso dei biomarcatori fluorescenti.

La ricerca, pubblicata oggi in chimica della natura e costituita un fondo per tramite ricerca sul cancro Regno Unito, continua a mostrare i chiari collegamenti fra le concentrazioni di quadruplexes quattro-incagliati ed il trattamento del replicazione del dna, che è chiave a divisione cellulare ed a produzione.

Mirando ai quadruplexes con le molecole sintetiche che intrappolano e contengono queste strutture del DNA - impedendo alle celle di ripiegare il loro DNA e conseguentemente di bloccare divisione cellulare - gli scienziati ritengono che possa essere possibile fermare la proliferazione delle cellule di instabilità alla root di cancro.

“Stiamo vedendo i collegamenti fra l'intrappolamento dei quadruplexes con le molecole e la capacità di fermare le celle che si dividono, che è enorme emozionante,„ ha detto il professor Shankar Balasubramanian dall'università di dipartimento di Cambridge dell'istituto di ricerca di Cambridge e di chimica, di cui il gruppo ha prodotto la ricerca.

“La ricerca indica che i quadruplexes sono più probabili accadere in geni delle celle che stanno dividendo rapido, quali le cellule tumorali. Per noi, supporta forte un nuovo paradigma da studiare - facendo uso di queste strutture quattro-incagliate come obiettivi per i trattamenti personali in futuro.„

Il fisico medica studia sopra le ultime coppie delle decadi aveva indicato che il DNA quadruplex può formarsi in vitro - “nella provetta„, ma nella struttura è stato considerato come una curiosità piuttosto che una funzionalità trovata in natura. I ricercatori ora sanno per la prima volta che realmente si formano nel DNA delle cellule umane.

“Ulteriori punti culminanti di questa ricerca il potenziale per lo sfruttamento questo DNA insolito struttura il cancro di bordeggiare - la parte seguente di questa conduttura è di capire come mirare loro in cellule tumorali,„ ha detto il Dott. Julie Sharp, gestore di informazioni senior di scienza a ricerca sul cancro Regno Unito.

“È stato di sessanta anni da quando la sua struttura è stata risolta ma il lavoro come questo ci indica che la storia di DNA continua alla torsione ed al giro.„

Lo studio pubblicato oggi piombo da Giulia Biffi, un ricercatore nel laboratorio di Balasubramaninan all'istituto di ricerca di Cambridge.

Costruendo sulla ricerca precedente, Biffi poteva generare le proteine dell'anticorpo che individuano e legano alle aree nei ricchi di un genoma umano in DNA quadruplex-strutturato, provanti la loro esistenza in cellule umane viventi.

Facendo uso della fluorescenza per tracciare gli anticorpi, i ricercatori potrebbero poi identificare “le aree sensibili per l'avvenimento di DNA quattro-incagliato - entrambe dove nel genoma e, criticamente, in che fase di divisione cellulare.

Mentre il DNA quadruplex è trovato equo coerente in tutto il genoma delle cellule umane e dei loro cicli di divisione, un profondo aumento è stato indicato quando la macchiatura fluorescente si è sviluppata più intensa durante “la fase S„ - il punto in un ciclo cellulare in cui le repliche del DNA prima della cella si divide.

I Cancri sono determinati solitamente dai geni chiamati oncogeni che hanno subito una mutazione per aumentare il replicazione del dna - inducendo la proliferazione delle cellule a svilupparsi a spirale fuori controllo e piombo alla crescita del tumore.

La tariffa aumentata del replicazione del dna in oncogeni piombo ad un'intensità nelle strutture quadruplex. Ciò significa che l'attività cellulare potenzialmente offensiva può essere mirata a con le molecole sintetiche o altri moduli dei trattamenti.

“Abbiamo trovato che intrappolando il DNA quadruplex con le molecole sintetiche possiamo sequestrare e stabilizzarle, fornendo le comprensioni importanti in come potremmo macinare la divisione cellulare ad un arresto,„ ha detto Balasubramanian.

“Ci sono molto noi non sanno ancora. Un pensiero è che queste strutture quadruplex potrebbero essere un bit di un fastidio durante il replicazione del dna - come i nodi o grovigli che si formano.

“Si sono evoluti per una funzione? È una domanda filosofica se sono là vicino progettazione o non - ma esistono e la natura deve occuparsi di loro. Forse mirando loro stiamo contribuendo alla rottura che causano.„

Lo studio ha mostrato che se un inibitore è usato per bloccare il replicazione del dna, i livelli quadruplex vanno giù - la prova dell'idea che il DNA è dinamico, con le strutture costantemente che sono formate e informi.

I ricercatori egualmente precedentemente hanno trovato che un gene iperattivo con i livelli elevati di DNA Quadruplex è più vulnerabile ad interferenza esterna.

“I dati supportano l'idea che determinati geni del cancro possono essere interferiti utilmente con dalle piccole molecole destinate per legare le sequenze specifiche del DNA,„ hanno detto Balasubramanian.

“Molti trattamenti del cancro correnti attaccano il DNA, ma non è chiaro che cosa le norme sono. Nemmeno sappiamo dove nel genoma alcune di loro reagiscono - può essere un approccio dello scattergun.

“La possibilità che le cellule tumorali particolari che harbouring i geni con questi motivi possono ora essere mirate a e sembra essere più vulnerabile ad interferenza che le celle normali, è una prospettiva eccitante.

““La struttura del DNA dell'elica quadrupla„ può bene essere il tasto ai nuovi modi selettivamente di inibizione della proliferazione delle cellule tumorali. La conferma della sua esistenza in cellule umane è un punto di riferimento reale.„