среда

Молекула ДНК для лечения заболеваний

Закрученная в спираль ДНК новая молекула имеет потенциал для лечения генетических заболеваний и ВИЧ.

В феврале 2012 года пресс-служба Техасского университета (Остин, Техас, США) сообщила, что ученые-химики этого вуза создали молекулу, которая так хорошо заплетает себя в двойную спираль ДНК, что такая ее последовательность может сохраняться на срок до 16 дней, прежде чем ДНК освобождается в прежнее состояние, и это гораздо дольше, чем любые другие случаи.

Данным исследованием руководил Брент Айверсон (Brent Iverson), профессор химии и глава отдела химии и биохимии Техасского университета. Первые результаты его исследования были опуликованы в сентябре 2011 года в специализированном химическом научном журнале Nature Chemistry, издаваемом ежемесячно в Соединенном Королевстве. Соавтором Айверсона на бумаге стала Эми Роден Смит (Amy Rhoden Smith), докторант в лаборатории Айверсона этого же вуза.

Как сообщалось в пресс-релизе, исследование стало важным шагом на перспективном пути создания лекарств, которые могут пойти напрямую после ДНК с сортовой примесью. Такие препараты могут оказать революционное значение в лечении генетических заболеваний, рака или ретровирусов, таких как ВИЧ, которые включают вирусную ДНК непосредственно в ДНК организма.

Как пояснил в пресс-релизе профессор Айверсон, обычную ДНК можно представить в виде винтовой лестницы с воображаемыми слайдами (разделами) между раздвижными ступеньками. Изобретенная химиками молекула образно связана с ДНК точно так же, как змея поднимается по этой винтовой лестнице. Эта молекула сама движется вперед и назад вдоль центральной лестницы с разделами между степеньками (этапами). Достигнув нужного раздела, молекула затрачивает много времени, чтобы освободиться и раскрутиться.

Так же профессор Айверсон предупредил, что перед учеными пока существует множество препятствий, которые необходимо преодолеть прежде, чем такие процедуры могут стать доступными для потребителей. В будущем, гипотетический лекарственный препарат должен будет в состоянии попасть в клетку и определить в длинной и специфической последовательности ДНК правильный регион нашего генома. Затем лекарство должно быть в состоянии привязать или переплести себя с этой генной последовательностью и оставаться в геноме достаточно долго, чтобы оказать терапевтически значимый эффект.

Согласно опубликованному утверждению Айверсона, американским ученым уже удалось преодолеть несколько препятствий. Прежде всего, Айверсон и его коллеги использовали базовую молекулу органического соединения нафталин диангибрида (Napthalene tetracarboxylic dianhydrid, NDI) для синтезирования связывающей молекулы. Лаборатория Айверсона занимается изучением NDI уже более десяти лет. Затем ученые соединили кусочки NDI молекул вместе, как цепочки игрушки известного американского конструкторского набора Tinkertoy Construction Set.

Соавтор Эми Роден Смит пояснила в пресс-релизе, что ученые уже в состоянии вырастить цепочку молекул NDI из специальных шариков смолы и в основном автоматизировали этот процесс. Химики проводят реакции прямо на шариках, прикрепляют кусочки в правильном порядке и продолжают растить молекулы, пока те не окажутся готовы, чтобы расщепить их. По словам Смита, ученые работают в направлении развития молекул, которые связываются с более длительными и биологически значимыми последовательностями ДНК. И большую помощь в этом ученым оказывает модульная природа молекул NDI и простота их молекулярной сборки.

По мнению Смит, большая молекула состоит из маленьких кусочков, которые связываются с короткими сегментами ДНК таким же способом, как защелкивающиеся детали конструктора Lego сочетаются друг с другом. Маленькие молекулярные кусочки могут быть связаны в различные последовательности и их можно поставить вместе по-разному, как в Лего, а затем просканировать полученные последовательности, которые они будут связывать.

В команду соавторов на бумаге, кроме Айверсона и Смита, также входили Маха Зевайл - Фут (Maha Zewail-Foote), приглашенный ученый в лаборатории Айверсона (теперь  председатель подразделения химии в Юго-западном университете в Джорджтауне); докторант Гарен Холман (Garen Holman) и профессор биохимии Кеннет Джонсон (Kenneth Johnson).

Источник

Эта история составлена на основе материала, предоставленного в пресс-релизе университета штата Техас (США). Материал мог быть изменен при переводе для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

Tangled Up in DNA: New Molecule Has Potential to Help Treat Genetic Diseases and HIV
http://www.utexas.edu/news/2012/02/10/dna_entangling_iverson_lab/