Οι βιολόγοι ανακαλύπτουν 1 λόγο για τον οποίο σπάζουν τα χρωμοσώματα, που συχνά οδηγούν σε καρκίνο

Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα κομμάτια του DNA στα χρωμοσώματα μας μπορούν να σπάσουν κάτω από ορισμένους τύπους στρες, όπως η χημική έκθεση. Αλλά αυτές οι εξηγήσεις αντιπροσώπευαν μόνο το 20% των διακοπών, αφήνοντας ένα μεγάλο μυστήριο. Τώρα οι βιολόγοι στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχουν βρει έναν ενιαίο υποκείμενο μηχανισμό που εξηγεί τα περισσότερα - μέχρι το 80% - από τα άλλα διαλείμματα.

Η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους για την καταπολέμηση του καρκίνου και των ασθενειών που σχετίζονται με τη γήρανση, οι οποίες είναι συχνά το αποτέλεσμα σπασμένου DNA.

Η εκπληκτική εξήγηση είναι ότι η συντριπτική πλειοψηφία των διαλείμματα DNA προέρχεται από μια κοινή φυσική ιδιότητα του ίδιου του DNA.

"Δεν απαιτούνται χημικές προσβολές, είναι απλώς συνέπεια του μορίου DNA", δήλωσε ο βιοφυσικός H. Kim, ηγέτης της μελέτης που δημοσιεύθηκε στις 12 Μαρτίου στο περιοδικό Elife.

Το 1972, ένας θεωρητικός φυσικός που ονομάζεται David Bauer προέβλεψε ότι όταν μια μονόκλωνη φούσκα των μορφών DNA στη διπλή έλικα, μπορεί να παραμορφώσει τη δομή, προκαλώντας την πόρπη του. Αυτή η φούσκα σχηματίζεται όταν το μόριο DNA, το οποίο μοιάζει με μια στριμμένη σκάλα, έχει μόνο τα σκαλοπάτια, τα επίπεδα μόρια του DNA γνωστού ως βάσεις και λείπει από τις πλευρικές ράγες.

Η ομάδα του Kim επαλήθευσε την πρόβλεψη του Bauer, παρέχοντας τις πρώτες πειραματικές ενδείξεις ότι οι φυσαλίδες DNA μπορούν να λυγίσουν. Αυτές οι φυσαλίδες με μονόκλωνο μπορούν να εμφανιστούν φυσικά μέσω θερμικών διακυμάνσεων που διαταράσσουν τη δομή διπλής έλικας. Η ομάδα διαπίστωσε ότι καθώς το μέγεθος των φυσαλίδων αυξάνεται, το ίδιο συμβαίνει και με την πιθανότητα να αγκαλιάσει το DNA, οδηγώντας σε διάλειμμα χρωμοσωμάτων.

"Μια φούσκα σχηματίζεται αυθόρμητα, και αν η φούσκα είναι αρκετά μεγάλη, κλέβει", είπε ο Kim. "Δεν υπάρχει κανένας τρόπος για έναν ζωντανό οργανισμό να αποτρέψει αυτές τις φυσικές φυσαλίδες."

Επειδή μια μονοκλωνική φούσκα μπορεί να συμβεί οπουδήποτε στην ακολουθία DNA, ο Kim και η ομάδα του έδειξαν ότι τα διαλείμματα που σχετίζονται με τον μηχανισμό που συνδέονται με φυσαλίδες μπορεί να συμβεί σε οποιαδήποτε θέση σε ένα χρωμόσωμα. Αυτός ο μηχανισμός αστάθειας χρωμοσωμάτων θα μπορούσε επίσης να δώσει μια εξήγηση για το γιατί οι αναδιατάξεις των χρωμοσωμάτων είναι κοινές σε ορισμένες περιοχές των χρωμοσωμάτων. Αυτό το φαινόμενο παρατηρείται σε γονιδιώματα καρκίνου και σε γονιδιώματα που σχετίζονται με ασθένειες όπως ο αυτισμός.

"Αυτό το έργο αντιπροσωπεύει μια μετατόπιση του παραδείγματος με τον τρόπο που σκεφτόμαστε την αστάθεια χρωμοσωμάτων και ενδεχομένως πολλές ασθένειες που συνδέονται με αυτό", δήλωσε ο Kim, ο οποίος είναι μέλος του Τμήματος Μοριακής Βιολογίας του UC Berkeley και του Ινστιτούτου Helen Wills Neuroscience.