Fysikforskare vid University of Arkansas har utvecklat en enkel, kostnadseffektiv metod för att studera effekterna av kemikalier på DNA som har potential att förbättra utvecklingen och testningen av livräddande behandlingar.

Jack Freeland, en hedersfysikstudent på sitt yngre år, arbetade med Yong Wang, biträdande professor i fysik, och Prabhat Khadaka, en postdoktor, att skapa böjda DNA -delar med en teknik som utvecklats av Wang och kollegor vid University of California Los Angeles, där Wang var doktorand.

Genom att böja DNA -strängar, forskarna kan förstärka effekterna av kemiska interaktioner så att effekterna lättare kan observeras. Deras studie, som demonstrerade konceptet med hjälp av magnesium- och silverjoner, publicerades nyligen i tidningen Fysisk granskning E , och forskarna har ansökt om patent på sin metod.

I studien, forskarna visade att deras metod kan användas för att observera interaktioner mellan DNA och metalljoner med hjälp av gelelektrofores, en rutinmässig teknik tillgänglig i de flesta kemi- och biokemilaboratorier.

Detta ger ett alternativ till andra metoder för att studera DNA -interaktioner, som är mindre känsliga eller kräver dyr utrustning. DNA har en dubbel spiralstruktur som bildas av två strängar av parade molekyler, eller baser. Forskarna skapade sina förstärkare från två enda strängar syntetiserat DNA, en med 45 baser och en med 30, så det ena är längre än det andra. Baserna på de två strängarna paras ihop så att ändarna på den längre strängen böjer sig mot mitten av den kortare strängen för att bilda en cirkulär konstruktion.

Böjningen som följer av denna konstruktion lägger stress på molekylbindningarna. Eftersom bindningarna är stressade, metalljonernas effekter är lättare att observera. Forskarna testade sina förstärkare med magnesiumjoner, som är kända för att ha en stabiliserande effekt på DNA, och silverjoner, som är kända för att skada DNA.

När det böjda DNA:t utsattes för magnesiumjoner, forskarna kunde observera att jonernas stabiliserande effekt främjade frigörandet av energi i det böjda DNA:t, räta ut dem.

När forskarna exponerade det böjda DNA:t för silverjoner, de observerade att närvaron av silverjoner påverkade DNA -basernas förmåga att para ihop sig, en effekt som var för liten för att observeras på icke-böjda DNA-strängar.

"Förutom metalljoner, det är troligt att våra böjda DNA -förstärkare kan användas för att undersöka interaktioner mellan DNA och andra kemikalier, inklusive organiska molekyler och reagenser, "sa forskarna i tidningen." I princip det är till och med möjligt att utveckla vår metod till en bekväm teknik för screening av DNA-inriktade läkemedel. "