Kan vi leve længere? Fysiker gør opdagelse om telomerer

Ved hjælp af fysik og en lille magnet har forskere opdaget en ny struktur af telomert DNA. Telomerer ses nogle gange som nøglen til at leve længere. De beskytter gener mod skader, men bliver en smule kortere, hver gang en celle deler sig. Hvis de bliver for korte, dør cellen. Den nye opdagelse vil hjælpe os med at forstå aldring og sygdom.

Fysik er ikke den første videnskabelige disciplin, der dukker op ved omtalen af ​​DNA. Men John van Noort fra Leiden Institute of Physics (LION) er en af ​​de videnskabsmænd, der har fundet den nye DNA-struktur. Som biofysiker bruger han metoder fra fysikken til biologiske eksperimenter. Dette fangede også opmærksomheden hos biologer fra Nanyan Technological University i Singapore. De bad ham om at hjælpe med at studere DNA-strukturen af ​​telomerer. De har offentliggjort resultaterne i Nature .

Rang af perler

I hver celle i vores krop er kromosomer, der bærer gener, der bestemmer vores egenskaber (hvordan vi f.eks. ser ud). I enderne af disse kromosomer er telomerer, som beskytter kromosomerne mod skader. De er lidt ligesom aglets, plastikspidserne for enden af ​​en snørebånd.

DNA'et mellem telomererne er to meter langt, så det skal foldes for at passe ind i en celle. Dette opnås ved at pakke DNA'et ind omkring pakker af proteiner; tilsammen kaldes DNA'et og proteinerne et nukleosom. Disse er arrangeret i noget, der ligner en perlerække, med et nukleosom, et stykke frit (eller ubundet) DNA, et nukleosom og så videre.

Denne perlerække foldes så endnu mere sammen. Hvordan det gør det afhænger af længden af ​​DNA'et mellem nukleosomerne, perlerne på strengen. To strukturer, der opstår efter foldning, var allerede kendt. I en af ​​dem klistrer to tilstødende perler sammen, og frit DNA hænger imellem (fig. 2A). Hvis DNA-stykket mellem perlerne er kortere, når de tilstødende perler ikke at hænge sammen. Derefter dannes to stakke ved siden af ​​hinanden (fig. 2B).

I deres undersøgelse fandt Van Noort og kolleger en anden telomerstruktur. Her er nukleosomerne meget tættere på hinanden, så der er ikke længere frit DNA mellem perlerne. Dette skaber i sidste ende én stor helix, eller spiral, af DNA (fig. 2C).

Den nye struktur blev opdaget med en kombination af elektronmikroskopi og molekylær kraftspektroskopi. Sidstnævnte teknik kommer fra Van Noorts laboratorium. Her er den ene ende af DNA'et fastgjort til et objektglas, og en lille magnetisk kugle sidder fast på den anden. Et sæt stærke magneter over denne kugle trækker derefter perlestrengen fra hinanden. Ved at måle mængden af ​​kraft, der skal til for at trække perlerne fra hinanden en efter en, finder du ud af mere om, hvordan snoren foldes. Forskerne i Singapore brugte derefter et elektronmikroskop til at få et bedre billede af strukturen.

Struktur, siger Van Noort, er "molekylærbiologiens hellige gral." Hvis vi kender strukturen af ​​molekylerne, vil det give os mere indsigt i, hvordan gener tændes og slukkes, og hvordan enzymer i celler håndterer telomerer:hvordan de reparerer og kopierer for eksempel DNA. Opdagelsen af ​​den nye telomere struktur vil forbedre vores forståelse af byggestenene i kroppen. Og det vil i sidste ende hjælpe os med at studere aldring og sygdomme som kræft og udvikle lægemidler til at bekæmpe dem. + Udforsk yderligere

Bøjning af DNA koster mindre energi end antaget