Ny konfiguration af DNA opdaget

Hvis man trækker tilstrækkeligt hårdt i DNA, kan det få det til at udfolde sig, fordobler sin samlede længde. Denne nye DNA-tilstand annonceres i dag af forskere fra Eindhoven University of Technology (TU/e) og Vrije Universiteit Amsterdam (VU). Deres teoretiske model forudsagde eksistensen af ​​denne unikke tilstand, som de har døbt 'hyperstræk DNA' for, at det er mere udvidet end nogen form for DNA set før. Et elegant mikroskopiforsøg bekræftede denne forudsigelse. Deres arbejde vises i dag i bladet Naturkommunikation .

DNA kan strækkes som et elastikbånd. Inde i kernen, de lange dobbeltspiraler er normalt krøllet sammen. Når den genetiske information skal læses, imidlertid, disse DNA-molekyler skal deformeres og åbnes, for at give adgang til de enkelte basepar. Til dato, man mente, at DNA kun kunne forlænges med maksimalt 1,7 gange dets normale længde. Mærkeligt nok, ingen havde undersøgt, hvordan det kunne, måske, strækkes endnu mere.

En teoretisk model gjorde TU Eindhoven -forskerne opmærksom på denne mulighed. Som dengang bachelorstuderende, Koen Schakenraad (som vandt Lorentz -prisen for bedste afgangsprojekt i teoretisk fysik og nu forfølger en ph.d. i Leiden) ville beskrive tidligere VU -målinger af strækende DNA. "Det lykkedes os at gøre det, men til vores overraskelse, vores model forudsagde også en anden, ganske ukendt form for DNA, hele to gange længere end normalt, "siger Paul van der Schoot, en af ​​TU/e ​​-forskerne.

Mikroskopiske hænder og øjne

Deres VU Amsterdam-baserede kolleger gik på udkig efter denne denne nye stat, i håb om at bekræfte det i eksperimenter ved at bruge en kombination af kraft- og fluorescensmikroskopi. "Det er som at have mikroskopiske hænder og øjne, "siger Iddo Heller, en af ​​forskerne fra VU Amsterdam. "Du trækker på et enkelt DNA -molekyle, og du ser straks, hvad der sker. "Ved bogstaveligt talt at tænde op for DNA'et, de var i stand til at vise, at den nye stat faktisk eksisterer.

Beviserne bragt frem i lyset

"For at strække DNA bruger vi fluorescerende molekyler kaldet intercalatorer, der forbinder til DNA'et mellem baseparene, " forklarer Heller. "Disse molekyler lyser op under mikroskopet. Så, i DNA'ets normale tilstand uden interkalatorer, billedet er mørkt. Jo mere DNA strækker sig, og jo flere intercalatorer bliver tilknyttet, jo mere lyser billedet. Til sidst, en fordobling af lysintensiteten gav beviset for den nye tilstand, som vi ledte efter."

Hvorvidt dobbeltlængde-DNA faktisk er til stede i cellen er usikkert. "Men opdagelsen kan meget vel være i stand til at give mere klarhed over, hvordan DNA faktisk strækker sig i cellekernen - der er stadig masser af spørgsmål tilbage om dette, "siger Van der Schoot. Resultaterne kan også vise sig relevante for det relativt nye felt af" DNA origami, " "hvor forskere 'tulle' med DNA på basis af dets mekaniske egenskaber, for eksempel at lave nye materialer, «siger Heller.

Van der Schoot mener, at denne opdagelse endnu en gang fremhæver vigtigheden af ​​grundforskning. "Næsten al anvendt forskning har en grundlæggende komponent. I dette tilfælde var det teorien, der foranledigede denne opdagelse." Heller taler om "et af de mest underholdende samarbejder mellem teoretiske og eksperimentelle fysikere. Det fuldender cirklen, " siger han. "Det begyndte med en observation, som blev efterfulgt af en teori. Den teori kom med forudsigelser, som vi efterfølgende kunne bekræfte gennem en observation. "