Telomeres บางครั้งถูกมองว่าเป็นกุญแจสำคัญในการมีชีวิตที่ยืนยาวขึ้น พวกมันปกป้องยีนจากความเสียหาย แต่จะสั้นลงในแต่ละครั้งที่เซลล์แบ่งตัว แต่ละครั้งที่เซลล์แบ่งตัว เทโลเมียร์จะสั้นลงเล็กน้อย ในที่สุดพวกมันจะสั้นลงจนเซลล์ไม่สามารถแบ่งตัวได้สำเร็จ และเซลล์ก็ตาย
ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของ telomeric chromatin ในระดับโมเลกุล ในการศึกษาใหม่ นักวิทยาศาสตร์จาก สถาบันฟิสิกส์ไลเดน (LION) ได้ค้นพบโครงสร้างใหม่ของ Telomeric DNA พวกเขาใช้วิธีการทางฟิสิกส์สำหรับการทดลองทางชีววิทยาและแม่เหล็กขนาดจิ๋วสำหรับการค้นพบนี้
เนื่องจาก DNA ระหว่างเทโลเมียร์มีความยาว XNUMX เมตร จึงต้องมีการพับให้พอดีกับเซลล์ สิ่งนี้ทำได้โดยการห่อแพ็คเก็ตของ โปรตีน และ ดีเอ็นเอ รวมกันเป็นโครงสร้างที่เรียกว่านิวคลีโอโซม นิวคลีโอโซม ชิ้นส่วนของ DNA อิสระ (หรือไม่ผูกมัด) นิวคลีโอโซม และอื่นๆ ถูกจัดเรียงเป็นรูปแบบเหมือนสายลูกปัด
สตริงลูกปัดจะหดตัวยิ่งขึ้น ความยาวของ DNA ระหว่างนิวคลีโอโซม - เม็ดบีดบนสาย - กำหนดวิธีการบรรลุสิ่งนี้ มีโครงสร้างหลังการพับที่รู้จักอยู่แล้วสองแบบ หนึ่งในนั้นมี DNA อิสระแขวนอยู่ในช่องว่างระหว่างลูกปัดสองเม็ดที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งเกาะติดกัน (รูปที่ 2A) ลูกปัดที่อยู่ใกล้เคียงไม่สามารถผูกเข้าด้วยกันได้หากช่องว่างระหว่าง DNA มีขนาดเล็กเกินไป จากนั้นสองกองเริ่มก่อตัวเคียงข้างกัน
ในการศึกษานี้ นักวิทยาศาสตร์พบโครงสร้างอื่นของเทโลเมียร์: นิวคลีโอโซมอยู่ใกล้กันมาก ดังนั้นจึงไม่มี DNA อิสระอยู่ระหว่างบีดอีกต่อไป ในที่สุดสิ่งนี้จะสร้างเกลียวขนาดใหญ่หรือเกลียวของ DNA
นักวิทยาศาสตร์ค้นพบโครงสร้างใหม่นี้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและสเปกโทรสโกปีของโมเลกุล เทคนิคหลังมาจากห้องทดลองของ Van Noort ที่นี่ ปลายด้านหนึ่งของ DNA ติดอยู่กับสไลด์แก้ว และลูกบอลแม่เหล็กเล็กๆ ติดอยู่กับอีกด้านหนึ่ง
ชุดของแม่เหล็กแรงสูงเหนือลูกบอลนี้แล้วดึงสายไข่มุกออกจากกัน การวัดแรงที่ต้องใช้ในการดึงลูกปัดออกจากกันทีละชิ้น ทำให้คุณทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการพับเชือก นักวิจัยในสิงคโปร์ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อทำความเข้าใจโครงสร้างให้ดียิ่งขึ้น
ฟาน นอร์ต กล่าวว่า “โครงสร้างคือ 'จอกศักดิ์สิทธิ์ของอณูชีววิทยา การรู้โครงสร้างของโมเลกุลจะทำให้เราเข้าใจมากขึ้นว่ายีนถูกเปิดและปิดอย่างไร และเอ็นไซม์ในเซลล์จัดการกับเทโลเมียร์อย่างไร เช่น ซ่อมแซมและคัดลอกดีเอ็นเออย่างไร เป็นต้น การค้นพบโครงสร้างเทโลเมอริกใหม่จะช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับหน่วยการสร้างในร่างกาย และท้ายที่สุดแล้วจะช่วยให้เราศึกษาความชราและโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง และพัฒนายาเพื่อต่อสู้กับสิ่งเหล่านี้ได้”
การอ้างอิงวารสาร:
- Soman, A., Wong, SY, Korolev, N., และคณะ โครงสร้างคอลัมน์ของโครมาตินเทโลเมอริกของมนุษย์ ธรรมชาติ (2022). ดอย: 10.1038/s41586-022-05236-5
