Las nuevas sondas permiten a los científicos ver el ADN de cuatro hebras interactuando con moléculas dentro de las células humanas vivas, desentrañando su papel en los procesos celulares. El ADN generalmente forma la clásica forma de doble hélice de dos hebras enrolladas entre sí. Mientras que el ADN puede formar algunas más exóticasformas en tubos de ensayo, pocas se ven en células vivas reales.
Sin embargo, recientemente se ha observado que el ADN de cuatro hebras, conocido como G-quadruplex, se forma naturalmente en células humanas. Ahora, en una nueva investigación publicada hoy en Comunicaciones de la naturaleza , un equipo dirigido por científicos del Imperial College de Londres ha creado nuevas sondas que pueden ver cómo los G-cuádruples interactúan con otras moléculas dentro de las células vivas.
Los G-quadruplex se encuentran en concentraciones más altas en las células cancerosas, por lo que se cree que juegan un papel en la enfermedad. Las sondas revelan cómo los G-quadruplex son 'desenrollados' por ciertas proteínas, y también pueden ayudar a identificar moléculas que se unen a G-cuadruplex, que conducen a posibles nuevos objetivos farmacológicos que pueden interrumpir su actividad.
Uno de los autores principales, Ben Lewis, del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Una forma de ADN diferente tendrá un impacto enorme en todos los procesos que lo involucran, como leer, copiar o expresar información genética. Evidenciaha estado demostrando que los G-cuádruplex desempeñan un papel importante en una amplia variedad de procesos vitales para la vida y en una variedad de enfermedades, pero el eslabón perdido ha sido obtener imágenes de esta estructura directamente en las células vivas ".
Los G-quadruplex son raros dentro de las células, lo que significa que las técnicas estándar para detectar tales moléculas tienen dificultades para detectarlas específicamente. Ben Lewis describe el problema como "como encontrar una aguja en un pajar, pero la aguja también está hecha de heno"
Para resolver el problema, los investigadores de los grupos Vilar y Kuimova del Departamento de Química de Imperial se unieron al grupo Vannier del Instituto de Ciencias Médicas de Londres del Consejo de Investigación Médica.
Usaron una sonda química llamada DAOTA-M2, que emite fluorescencia se enciende en presencia de G-quadruplex, pero en lugar de monitorear el brillo de la fluorescencia, monitorearon cuánto tiempo dura esta fluorescencia. Esta señal no depende de laconcentración de la sonda o de G-quadruplex, lo que significa que se puede utilizar para visualizar de forma inequívoca estas moléculas raras.
La Dra. Marina Kuimova, del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Al aplicar este enfoque más sofisticado, podemos eliminar las dificultades que han impedido el desarrollo de sondas confiables para esta estructura de ADN".
El equipo usó sus sondas para estudiar la interacción de G-cuádruplex con dos proteínas helicasa, moléculas que 'desenrollan' las estructuras del ADN. Demostraron que si se eliminaban estas proteínas helicasa, había más G-cuadruplex presentes, lo que demuestra que las helicasasjuegan un papel en la relajación y, por lo tanto, en la descomposición de los G-quadruplex.
El Dr. Jean-Baptiste Vannier, del MRC London Institute of Medical Sciences y el Institute of Clinical Sciences en Imperial, dijo: "En el pasado, hemos tenido que confiar en observar los signos indirectos del efecto de estas helicasas, pero ahorales echamos un vistazo directamente dentro de las células vivas ".
También examinaron la capacidad de otras moléculas para interactuar con G-quadruplex en células vivas. Si una molécula introducida en una célula se une a esta estructura de ADN, desplazará la sonda DAOTA-M2 y reducirá su vida útil; cuánto tiempo dura la fluorescenciatiene una duración.
Esto permite estudiar las interacciones dentro del núcleo de las células vivas y comprender mejor más moléculas, como las que no son fluorescentes y no se ven al microscopio. Profesor Ramón Vilar, del Departamento deQuímica en Imperial, explicó: "Muchos investigadores se han interesado en el potencial de las moléculas de unión G-quadruplex como fármacos potenciales para enfermedades como el cáncer. Nuestro método ayudará a mejorar nuestra comprensión de estos nuevos fármacos potenciales".
Peter Summers, otro autor principal del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Este proyecto ha sido una oportunidad fantástica para trabajar en la intersección de la química, la biología y la física. No habría sido posible sin la experiencia y el trabajo cercanorelación de los tres grupos de investigación. "
Los tres grupos tienen la intención de continuar trabajando juntos para mejorar las propiedades de su sonda y explorar nuevos problemas biológicos y arrojar más luz sobre el papel que juegan los G-quadruplex dentro de nuestras células vivas. La investigación fue financiada por el Fondo de Excelencia de Imperial para la Investigación Fronteriza.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Original escrito por Hayley Dunning. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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