Telomerer ses nogle gange som nøglen til at leve længere. De beskytter gener mod skader, men bliver kortere, hver gang en celle deler sig. Hver gang en celle deler sig, bliver telomererne lidt kortere. Til sidst bliver de så korte, at cellen ikke længere kan dele sig med succes, og cellen dør.
Lidt er kendt om strukturen af telomert kromatin på molekylært niveau. I en ny undersøgelse har forskere fra Leiden Institut for Fysik (LION) har opdaget en ny struktur af telomert DNA. De brugte metoder fra fysikken til biologiske eksperimenter og en lille magnet til opdagelsen.
Da DNA'et mellem telomererne er to meter langt, skal det foldes for at passe ind i en celle. Dette gøres ved at pakke pakker af proteiner , DNA sammen for at danne en struktur kendt som et nukleosom. Et nukleosom, et fragment af frit (eller ubundet) DNA, et nukleosom og så videre er arrangeret i et mønster som en perlerække.
Perlesnoren trækker sig derefter endnu mere sammen. Længden af DNA'et mellem nukleosomerne - perlerne på strengen - bestemmer, hvordan den opnår dette. Der var allerede to kendte efterfoldningsstrukturer. En af dem har frit DNA hængende i mellemrummet mellem to nærliggende perler, der klæber sammen (fig. 2A). De nærliggende perler binder ikke sammen, hvis DNA-gabet mellem dem er for lille. Så begynder to stakke at dannes side om side.
I denne undersøgelse fandt forskerne en anden telomerstruktur: Nukleosomerne er meget tættere på hinanden, så der er ikke længere noget frit DNA mellem perlerne. Dette skaber i sidste ende én stor helix, eller spiral, af DNA.
Forskere opdagede denne nye struktur ved hjælp af en kombination af elektronmikroskopi og molekylær kraftspektroskopi. Sidstnævnte teknik kommer fra Van Noorts laboratorium. Her er den ene DNA-ende 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 forstå strukturen bedre.
Van Noort sagde, "Struktur er 'molekylærbiologiens hellige gral'. At kende molekylernes struktur vil 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 telomeriske struktur vil forbedre vores forståelse af byggestenene i kroppen. Og det vil til gengæld i sidste ende hjælpe os med at studere aldring og sygdomme som kræft og udvikle lægemidler til at bekæmpe dem."
Journal Reference:
- Soman, A., Wong, SY, Korolev, N., et al. Søjlestruktur af human telomer kromatin. Natur (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05236-5
