텔로미어는 때때로 더 오래 사는 열쇠로 여겨집니다. 그들은 손상으로부터 유전자를 보호하지만 세포가 분열할 때마다 짧아집니다. 세포가 분열할 때마다 텔로미어는 조금씩 짧아집니다. 결국 그것들은 너무 짧아져서 세포가 더 이상 성공적으로 분열할 수 없게 되고 세포는 죽습니다.
분자 수준에서 텔로미어 염색질의 구조에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 새로운 연구에서 과학자들은 라이덴 물리학 연구소 (LION)은 텔로미어 DNA의 새로운 구조를 발견했습니다. 그들은 생물학적 실험을 위해 물리학의 방법을 사용했고 발견을 위해 아주 작은 자석을 사용했습니다.
텔로미어 사이의 DNA는 길이가 XNUMX미터이기 때문에 세포 안에 들어가도록 접혀야 합니다. 이것은 다음의 패킷을 래핑하여 수행됩니다. 단백질 와 DNA 함께 모여 뉴클레오솜이라는 구조를 형성합니다. 뉴클레오솜, 자유(또는 결합되지 않은) DNA 조각, 뉴클레오솜 등은 일련의 구슬과 같은 패턴으로 배열되어 있습니다.
그러면 비드 스트링이 더 수축됩니다. 뉴클레오솜(끈의 구슬) 사이의 DNA 길이에 따라 이를 달성하는 방법이 결정됩니다. 이미 두 개의 알려진 포스트 폴딩 구조가 있습니다. 그들 중 하나는 함께 붙어 있는 두 개의 인접한 구슬 사이의 공간에 자유 DNA가 매달려 있습니다(그림 2A). 인접한 구슬 사이의 DNA 간격이 너무 작으면 서로 결합하지 못합니다. 그런 다음 두 개의 스택이 나란히 형성되기 시작합니다.
이 연구에서 과학자들은 또 다른 텔로미어 구조를 발견했습니다. 뉴클레오솜은 서로 훨씬 더 가깝기 때문에 구슬 사이에 더 이상 자유 DNA가 없습니다. 이것은 궁극적으로 DNA의 하나의 큰 나선 또는 나선형을 만듭니다.
과학자들은 전자현미경과 분자력 분광법을 결합하여 이 새로운 구조를 발견했습니다. 후자의 기술은 Van Noort의 연구실에서 나온 것입니다. 여기서 DNA 한쪽 끝은 유리 슬라이드에 부착되고 작은 자기 공이 다른 쪽 끝에 붙어 있습니다.
이 공 위의 강력한 자석 세트는 진주 끈을 잡아 당깁니다. 구슬을 하나씩 떼어내는 데 필요한 힘의 양을 측정하면 끈이 접히는 방식에 대해 자세히 알 수 있습니다. 그런 다음 싱가포르의 연구원들은 구조를 더 잘 이해하기 위해 전자 현미경을 사용했습니다.
반 누르트는 말했다. “구조는 '분자 생물학의 성배'입니다. 분자의 구조를 알면 유전자가 어떻게 켜지고 꺼지는지, 세포의 효소가 텔로미어를 어떻게 처리하는지, 예를 들어 DNA를 복구하고 복제하는 방법에 대해 더 많은 통찰력을 얻을 수 있습니다. 새로운 텔로미어 구조의 발견은 신체의 빌딩 블록에 대한 이해를 향상시킬 것입니다. 그리고 그것은 궁극적으로 우리가 노화와 암과 같은 질병을 연구하고 이를 치료할 약물을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.”
저널 참조 :
- Soman, A., Wong, SY, Korolev, N. 등. 인간 텔로미어 염색질의 원주 구조. 자연 (2022). DOI : 10.1038/s41586-022-05236-5
