И тут гены. Необычные структуры ДНК могут оказаться причиной редких заболеваний, связанных со старением

Помимо классической двойной спирали, исследователи недавно обнаружили целый ряд других конфигураций нитей ДНК, включая ДНК с четырьмя спиралями, которая образует узловые структуры, называемые G-квадруплексами.

Хотя многие из этих новых конфигураций ДНК наблюдались только в лабораторных условиях, недавно G-квадруплексы изучили в живых клетках человека. Однако их возможные функции в клетках не обнаружены.

Теперь исследователи из Центра молекулярных исследований в Имперском колледже Лондона наблюдали белок, который связан с синдромом Кокейна (CSB), преимущественно взаимодействующий с одним конкретным типом G-квадруплекса. Эти особые структуры ДНК возникают при взаимодействии удаленных частей ДНК, что, по мнению исследователей, невозможно сформировать внутри клеток.

Нормально функционирующие белки CSB не вызывают каких-либо побочных эффектов, но мутации гена, вырабатывающего белок CSB, могут вызвать фатальное расстройство преждевременного старения — синдром Коккейна, который убивает многих людей еще до 18 лет.

Команда обнаружила, что белки CSB с мутациями, вызывающими синдром Кокейна, больше не могут взаимодействовать G-квадруплексами. Таким образом ученые предполагают, что эти G-квадруплексы ДНК с большим радиусом действия связаны с функциональной ролью основного белка, мутации которого вызывают синдром Кокейна.

«Мы еще так много не знаем о ДНК, но наши результаты показывают, что-то, как и где образуются структуры G-квадруплекса, влияет на их функцию, делая их более важными с биологической точки зрения, чем считалось ранее», — сказал ведущий исследователь доктор Марко Ди Антонио из химического факультета Imperial.

Нити ДНК невероятно длинные и скручены в плотные структуры, чтобы поместиться внутри наших клеток. Ранее исследователи предполагали, что G-квадруплексы образуются только из участков ДНК, которые расположены рядом друг с другом. Однако команда обнаружила G-квадруплексы, которые образованы из частей цепи ДНК, которые находятся далеко друг от друга.

Именно эти G-квадруплексы специфически взаимодействуют с белком CSB. Команда показывает, что CSB потенциально может использовать G-квадруплексы для связывания отдаленных частей ДНК.

Новое исследование может в конечном итоге помочь разработать методы лечения таких заболеваний, как синдром Кокейна. Если дисфункциональные CSB могут быть остановлены от связывания с G-квадруплексами в первую очередь, то, возможно, это редкое дегенеративное заболевание можно будет смягчить в будущем.