Biologer opdager 1 grund til, at kromosomerne går i stykker, hvilket ofte fører til kræft

Forskere har vidst, at stumper af DNA på vores kromosomer kan knække under visse former for stress, såsom kemisk eksponering. Men disse forklaringer tegnede sig kun for 20% af pauserne, hvilket efterlod et stort mysterium. Nu har biologer ved University of California, Berkeley, fundet en enkelt underliggende mekanisme, der forklarer de fleste - op til 80% - af de andre pauser.

Opdagelsen kan føre til nye måder at bekæmpe kræft og sygdomme forbundet med aldring, som ofte er resultatet af ødelagt DNA.

Den overraskende forklaring er, at langt de fleste DNA-brud stammer fra en fælles fysisk egenskab ved DNA selv.

"Ingen kemiske fornærmelser er nødvendige. Det er simpelthen en konsekvens af DNA-molekylet," sagde biofysiker H. Kim, leder af undersøgelsen offentliggjort 12. marts i tidsskriftet eLife.

I 1972 forudsagde en teoretisk fysiker ved navn David Bauer, at når en enkeltstrenget boble af DNA dannes i den dobbeltstrengede helix, kan den deformere strukturen, hvilket får den til at bukke. Denne boble dannes, når DNA-molekylet, der ligner en snoet stige, kun har trinene, de flade DNA-molekyler kendt som baser, og mangler sideskinnerne.

Kims team bekræftede Bauers forudsigelse og gav det første eksperimentelle bevis på, at DNA-bobler kan spænde. Disse enkeltstrengede bobler kan forekomme naturligt gennem termiske udsving, der forstyrrer dobbelthelixstrukturen. Holdet fandt ud af, at når boblestørrelsen øges, øges sandsynligheden for, at DNA'et spænder, hvilket fører til et kromosombrud.

"En boble dannes spontant, og hvis boblen er stor nok, spænder den," sagde Kim. "Der er ingen måde for en levende organisme at forhindre disse naturlige bobler."

Fordi en enkeltstrenget boble kan forekomme hvor som helst i DNA-sekvensen, viste Kim og hans team, at de brud, der er forbundet med boble-knækmekanismen, potentielt kan ske hvor som helst i et kromosom. Denne mekanisme for kromosom-ustabilitet kunne også give en forklaring på, hvorfor kromosomomlejringer er almindelige i visse områder af kromosomerne. Dette fænomen ses i kræftgenomer og i genomer forbundet med sygdomme som autisme.

"Dette arbejde repræsenterer et paradigmeskifte i den måde, vi tænker på kromosom-ustabilitet og potentielt mange sygdomme forbundet med det," sagde Kim, som er medlem af UC Berkeleys afdeling for molekylær biologi og Helen Wills Neuroscience Institute.