Telomerer blir noen ganger sett på som nøkkelen til å leve lenger. De beskytter gener mot skade, men blir kortere for hver gang en celle deler seg. Hver gang en celle deler seg, blir telomerene litt kortere. Til slutt blir de så korte at cellen ikke lenger kan dele seg vellykket, og cellen dør.
Lite er kjent om strukturen til telomert kromatin på molekylært nivå. I en ny studie har forskere fra Leiden Fysisk Institutt (LION) har oppdaget en ny struktur av telomert DNA. De brukte metoder fra fysikk for biologiske eksperimenter og en liten magnet for oppdagelsen.
Siden DNAet mellom telomerene er to meter langt, må det brettes for å passe inn i en celle. Dette gjøres ved å pakke inn pakker med proteiner og DNA sammen for å danne en struktur kjent som et nukleosom. Et nukleosom, et fragment av fritt (eller ubundet) DNA, et nukleosom og så videre er ordnet i et mønster som en perlestreng.
Perlestrengen trekker seg så sammen ytterligere. Lengden på DNAet mellom nukleosomene – perlene på strengen – bestemmer hvordan den oppnår dette. Det var allerede to kjente etterbrettede strukturer. En av dem har fritt DNA hengende i rommet mellom to nærliggende perler som klamrer seg sammen (fig. 2A). De nærliggende perlene klarer ikke å binde seg sammen hvis DNA-gapet mellom dem er for lite. Så begynner to stabler å dannes side om side.
I denne studien fant forskerne en annen telomerstruktur: Nukleosomene er mye nærmere hverandre, så det er ikke lenger noe fritt DNA mellom kulene. Dette skaper til slutt én stor helix, eller spiral, av DNA.
Forskere oppdaget denne nye strukturen ved å bruke en kombinasjon av elektronmikroskopi og molekylær kraftspektroskopi. Sistnevnte teknikk kommer fra Van Noorts laboratorium. Her er den ene DNA-enden festet til et glassglass, og en bitteliten magnetisk kule er festet til den andre.
Et sett med sterke magneter over denne ballen trekker deretter perlestrengen fra hverandre. Ved å måle mengden kraft som trengs for å trekke perlene fra hverandre en etter en, finner du ut mer om hvordan strengen brettes. Forskerne i Singapore brukte deretter et elektronmikroskop for å forstå strukturen bedre.
Van Noort sa: "Struktur er 'molekylærbiologiens hellige gral. Å kjenne strukturen til molekylene vil gi oss mer innsikt i hvordan gener slås av og på og hvordan enzymer i cellene håndterer telomerer: hvordan de reparerer og kopierer DNA, for eksempel. Oppdagelsen av den nye telomere strukturen vil forbedre vår forståelse av byggesteinene i kroppen. Og det vil i sin tur hjelpe oss til å studere aldring og sykdommer som kreft og utvikle medisiner for å bekjempe dem."
Tidsreferanse:
- Soman, A., Wong, SY, Korolev, N., et al. Kolonnestruktur av humant telomert kromatin. Natur (2022). GJØR JEG: 10.1038/s41586-022-05236-5
