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G-quadruplexes igualmente existe dentro do genoma humano

A descoberta abre possibilidades para uma nova geração de terapias visadas para o cancro

Em 1953, os pesquisadores Watson de Cambridge e o Crick publicaram um papel que descreve “a estrutura de entrelaçamento do ADN da hélice dobro” - o código químico para toda a vida.

Agora, no ano do aniversário desse marco científico 60th, os pesquisadores de Cambridge publicaram um de papel provando isso “que as estruturas quatro-encalhadas do ADN da hélice quádrupla” - conhecidas como G-quadruplexes - igualmente existem dentro do genoma humano. Formam nas regiões de ADN que são ricas na guanina do bloco de apartamentos, abreviadas geralmente a “G”.

Os resultados marcam o ponto culminante sobre de 10 anos de investigação por cientistas para mostrar estas estruturas complexas in vivo - em pilhas humanas de vida - que trabalham do hipotético, através da modelagem computacional às experiências sintéticas do laboratório e finalmente da identificação nas células cancerosas humanas que usam biomarkers fluorescentes.

A pesquisa, publicada hoje na química da natureza e financiada pela investigação do cancro Reino Unido, vai sobre mostrar as relações claras entre concentrações de quadruplexes quatro-encalhados e o processo de réplica do ADN, que é giratória à divisão e à produção de pilha.

Visando quadruplexes com moléculas sintéticas que prendem e contêm estas estruturas do ADN - impedindo que as pilhas replicating seu ADN e obstruam conseqüentemente a divisão de pilha - os cientistas acreditam pode ser possível parar a proliferação de pilha do fugitivo na raiz do cancro.

“Nós estamos vendo as relações entre a preensão dos quadruplexes com moléculas e a capacidade para parar as pilhas que dividem-se, que é enorme emocionante,” disse o professor Shankar Balasubramanian da universidade do departamento de Cambridge de química e de instituto de investigação de Cambridge, cujo o grupo produziu a pesquisa.

“A pesquisa indica que os quadruplexes são mais prováveis ocorrer nos genes das pilhas que se estão dividindo ràpida, como células cancerosas. Para nós, apoia fortemente um paradigma novo a ser investigado - usando estas estruturas quatro-encalhadas como alvos para tratamentos personalizados no futuro.”

O exame estuda durante os últimos pares de décadas tinha mostrado que o ADN quadruplex pode formar in vitro - no “tubo de ensaio”, mas na estrutura foi considerado para ser uma curiosidade um pouco do que uma característica encontrada na natureza. Os pesquisadores sabem agora pela primeira vez que formam realmente no ADN de pilhas humanas.

De “destaques que mais adicionais esta pesquisa o potencial para explorar este ADN incomum estrutura para bater o cancro - a parte seguinte deste encanamento é figurar para fora como visá-los em pilhas do tumor,” disse o Dr. Julie Afiado, gerente de informação superior da ciência na investigação do cancro Reino Unido.

“Foi sessenta anos desde que sua estrutura foi resolvida mas o trabalho como este nos mostra que a história do ADN continua à torção e à volta.”

O estudo publicado hoje foi conduzido por Giulia Biffi, um pesquisador no laboratório de Balasubramaninan no instituto de investigação de Cambridge.

Construindo na pesquisa precedente, Biffi podia gerar as proteínas do anticorpo que detectam e ligam às áreas em ricos de um genoma humano no ADN quadruplex-estruturado, provando sua existência em pilhas humanas de vida.

Usando a fluorescência para marcar os anticorpos, os pesquisadores poderiam então identificar “hot spot para a ocorrência do ADN quatro-encalhado - ambos onde no genoma e, crìtica, em que fase da divisão de pilha.

Quando o ADN quadruplex for encontrado razoavelmente consistentemente durante todo o genoma de pilhas humanas e de seus ciclos de divisão, um aumento marcado estêve mostrado quando a mancha fluorescente cresceu mais intensa durante a “fase S” - o ponto em um ciclo de pilha onde os replicates do ADN antes da pilha se dividissem.

Os cancros são conduzidos geralmente pelos genes chamados os oncogenes que se transformaram para aumentar a réplica do ADN - fazer com que a proliferação de pilha espirale fora do controle, e a conduzir ao crescimento do tumor.

A taxa aumentada da réplica do ADN nos oncogenes conduz a uma intensidade nas estruturas quadruplex. Isto significa que a actividade celular potencial prejudicial pode ser visada com moléculas sintéticas ou outros formulários dos tratamentos.

“Nós encontramos que prendendo o ADN quadruplex com moléculas sintéticas nós podemos confiscar e para as estabilizar, fornecendo introspecções importantes em como nós pudemos mmoer a divisão de pilha a uma parada,” disse Balasubramanian.

“Há muito nós não sabe ainda. Um pensamento é que estas estruturas quadruplex puderam ser um bit de um incômodo durante a réplica do ADN - como nós ou os emaranhados que formam.

“Evoluíram para uma função? É uma pergunta filosófica se estão lá perto projecto ou não - mas existem e a natureza tem que tratar eles. Talvez visando os nós estamos contribuindo ao rompimento que causam.”

O estudo mostrou que se um inibidor é usado para obstruir a réplica do ADN, os níveis quadruplex vão para baixo - a prova da ideia que o ADN é dinâmico, com as estruturas constantemente que são formadas e não formadas.

Os pesquisadores igualmente encontraram previamente que um gene overactive com níveis mais altos de ADN Quadruplex é mais vulnerável à interferência externo.

“Os dados apoiam a ideia que determinados genes do cancro podem útil ser interferidos com pelas moléculas pequenas projetadas ligar seqüências específicas do ADN,” disseram Balasubramanian.

“Muitos tratamentos contra o cancro actuais atacam o ADN, mas não é claro o que as regras são. Nós sabemos nem sequer onde no genoma alguns delas reagem - pode ser uma aproximação do scattergun.

“A possibilidade que as células cancerosas particulares que abrigam genes com estes motivos podem agora ser visadas, e parece ser mais vulnerável à interferência do que as pilhas normais, são uma perspectiva de excitação.

““A estrutura ADN da hélice quádrupla do” pode bem ser a chave às maneiras novas selectivamente de inibir a proliferação das células cancerosas. A confirmação de sua existência em pilhas humanas é um marco real.”