מבנה הגביש הראשון של צורת DNA חלופית מגן האינסולין נחשף על ידי צוות מחקר בראשות UCL.
הדנ"א מקובל באופן נרחב להיות נוצר משני גדילים המתפתלים זה סביב זה, הידוע כ-סליל כפול, אך ייתכן שה-DNA ישנה צורה ומבנה. המחקר החדש, שפורסם ב תקשורת טבעחושף את הפירוט במבנה של סוג של DNA הנקרא i-motif על ידי התגבשותו בפעם הראשונה.
הסופרת המשותפת ד"ר זואי וולר (בית הספר לרוקחות של UCL) אמרה: "ה-DNA הוא החומר הגנטי שלנו, והמבנה שלו בדרך כלל נראה קצת כמו סולם מעוות הנקרא סליל כפול. צורה זו היא איקונית, אבל קיימים מבני DNA חלופיים נחשבים כבעלי תפקיד פוטנציאלי בהתפתחות של מחלות גנטיות, כמו סוכרת או סרטן".
החוקרים התמקדו ב-i-motif DNA, בעל מבנה שלובים הדומה לקשר, ואושר כי נמצא בתאי אנוש חיים רק ב-2018.
בעבר היה ידוע שיש אזור של DNA בגן האינסולין שיכול להתקפל למבנים וצורות DNA חלופיים. זה היה ידוע גם שאזור זה של DNA משתנה בין אנשים. העבודה שלנו מראה שהווריאציות השונות הללו ברצף מתקפלות לצורות DNA שונות."
ד"ר זואי וולר, בית הספר לרוקחות של UCL
המדענים השתמשו בטכניקת קריסטלוגרפיה המרכזת תמיסה המכילה את ה-DNA, ומאפשרת ליצור גבישים, שהיא שיטה חשובה לחוקרים לראות את מבנה ה-DNA באמצעות קריסטלוגרפיה של קרני רנטגן.
ד"ר וולר הסביר: "הצלחנו לגבש מבנה דנ"א בעל ארבעה גדילים, הנקרא 'מוטיב i'. הגבישים שלנו אפשרו לנו לקבוע בדיוק איך נראה המבנה של הדנ"א הזה באמצעות קרני רנטגן. זה גילה כי לרצפי DNA מסוימים יש אינטראקציות מיוחדות נוספות שעוזרות להם ליצור מבני DNA חלופיים ביתר קלות".
צוות המחקר הראה כי וריאנטים שונים של רצף בגן האינסולין יוצרים מבני DNA שונים, אשר בתורם יכולים להשפיע על האם אינסולין מופעל או כבוי.
על ידי הדגמה כיצד צורת ה-DNA יכולה להשפיע על תפקוד גן האינסולין, שכבר ידוע כקריטי בסוכרת, הם מקווים שהממצאים שלהם יוכלו להנחות מחקר עתידי בטיפול בסוכרת. מבנה הגביש שפיתחו המדענים יכול לאפשר שימוש בגילוי תרופות מבוסס חישוב כדי למקד את מוטיבים ה-i מגן האינסולין, מכיוון שכאשר מדענים יודעים את הצורה התלת-ממדית הספציפית, הם יכולים לעצב מולקולות דיגיטליות ולעצב אותן כדי לראות אם הן מתאימות. . לאחר מכן, מדענים יכולים לפתח תרופות חדשות תוך שימוש בכימיקלים מסוימים כאשר הם יודעים אילו מהן יתאימו הכי טוב ליעד התרופה – תהליך שנקרא תכנון רציונלי.
כמבנה הגביש הראשון מסוג זה, החוקרים אומרים שהוא יהיה שימושי גם כמודל למטרות אחרות בגנום, מלבד גן האינסולין, היוצרים צורה זו של DNA.
ד"ר וולר הוסיף: "המחקר הזה אומר שעכשיו אנחנו יכולים להשתמש בצורת ה-DNA כדי לעצב מולקולות כדי לקשור את המבנים האלה, שיכולים להתפתח לתרופות ופוטנציאליות לתרופות".
המחקר מומן על ידי Diabetes UK.
לבית הספר לרוקחות של UCL יש היסטוריה ארוכה של אפיון של מבני DNA חלופיים, ממבנה הגביש הראשון של מבנה DNA אחר הנקרא G-quadruplex, במחקר משנת 2011, ועד להראות ב-2018 שהטלומר האנושי יכול ליצור צמתים.
