Med hjälp av fysiken och en liten magnet har forskare upptäckt en ny struktur av telomert DNA. Telomerer ses ibland som nyckeln till att leva längre. De skyddar gener från skador men blir lite kortare varje gång en cell delar sig. Om de blir för korta dör cellen. Den nya upptäckten kommer att hjälpa oss att förstå åldrande och sjukdomar.

Fysik är inte den första vetenskapliga disciplin som dyker upp när man nämner DNA. Men John van Noort från Leiden Institute of Physics (LION) är en av forskarna som hittade den nya DNA-strukturen. Som biofysiker använder han metoder från fysiken för biologiska experiment. Detta fångade också biologer från Nanyan Technological University i Singapore. De bad honom hjälpa till att studera DNA-strukturen hos telomerer. De har publicerat resultaten i Nature .

Pärlsträng

I varje cell i våra kroppar finns kromosomer som bär gener som bestämmer våra egenskaper (hur vi ser ut, till exempel). I ändarna av dessa kromosomer finns telomerer, som skyddar kromosomerna från skador. De är lite som aglets, plastspetsarna i änden av ett skosnöre.

DNA:t mellan telomererna är två meter långt, så det måste vikas för att få plats i en cell. Detta uppnås genom att linda DNA:t lindas runt förpackningar av proteiner; tillsammans kallas DNA och proteiner en nukleosom. Dessa är ordnade till något som liknar en sträng av pärlor, med en nukleosom, en bit fritt (eller obundet) DNA, en nukleosom och så vidare.

Denna sträng med pärlor viks sedan upp ännu mer. Hur det gör det beror på längden på DNA:t mellan nukleosomerna, pärlorna på strängen. Två strukturer som uppstår efter vikning var redan kända. I en av dem håller två intilliggande pärlor ihop och fritt DNA hänger emellan (fig. 2A). Om DNA-biten mellan pärlorna är kortare, lyckas inte de intilliggande pärlorna hålla ihop. Sedan bildas två staplar bredvid varandra (fig. 2B).

I sin studie hittade Van Noort och kollegor en annan telomerstruktur. Här ligger nukleosomerna mycket närmare varandra, så det finns inte längre något fritt DNA mellan pärlorna. Detta skapar i slutändan en stor helix, eller spiral, av DNA (fig. 2C).

Den nya strukturen upptäcktes med en kombination av elektronmikroskopi och molekylär kraftspektroskopi. Den senare tekniken kommer från Van Noorts labb. Här fästs ena änden av DNA:t på en glasskiva och en liten magnetisk kula är fast vid den andra. En uppsättning starka magneter ovanför denna boll drar sedan isär pärlsträngen. Genom att mäta mängden kraft som behövs för att dra isär pärlorna en efter en får du veta mer om hur snöret viks. Forskarna i Singapore använde sedan ett elektronmikroskop för att få en bättre bild av strukturen.

Struktur, säger Van Noort, är "molekylärbiologins heliga graal." Om vi ​​känner till molekylernas struktur kommer detta att ge oss mer insikt i hur gener slås på och av och hur enzymer i celler hanterar telomerer:hur de reparerar och kopierar DNA till exempel. Upptäckten av den nya telomera strukturen kommer att förbättra vår förståelse av byggstenarna i kroppen. Och det i sin tur kommer i slutändan att hjälpa oss att studera åldrande och sjukdomar som cancer och utveckla läkemedel för att bekämpa dem. + Utforska vidare

Att böja DNA kostar mindre energi än vad som antas