Уникальная видеозапись соединения ДНК с помощью атомно-силовой микроскопии впервые в истории науки

Атомно-силовая микроскопия впервые позволила увидеть процесс объединения молекул ДНК в реальном времени

Как сообщает НВ — Техно: 14 сентября в 22:31 международная команда учёных сделала прорыв в молекулярной биологии, впервые записав на видео, как две молекулы ДНК связываются друг с другом с помощью атомно-силовой микроскопии. Это открытие подтвердило двадцатилетнюю теоретическую концепцию «ДНК-молнии» и значительно расширило представления о механизмах, протекающих внутри живых клеток.

ДНК-цепочки, обладающие отрицательным зарядом, регулярно вступают в тесное взаимодействие для распознавания комплементарных последовательностей. Такие молекулярные контакты играют ключевую роль в:

• генетической рекомбинации;
• исправлении повреждений ДНК;
• регуляции активности генов.

Нарушения этих процессов могут привести к развитию онкологических заболеваний. В исследовании учёные применили высокоточное сканирование коротких фрагментов ДНК с помощью атомно-силовой микроскопии, детально показав выравнивание по принципу «бороздка в бороздке».

Как ионы металлов способствуют связыванию молекул ДНК

Ключевую роль в соединении молекул ДНК играют двухзарядные ионы металлов, которые выступают в роли молекулярных «мостиков» между цепями. Ионы соли формируют особые зарядовые схемы, обеспечивая закрепление спиралей ДНК подобно застёжке. В ходе опытов были выявлены так называемые «горячие точки» - участки с наиболее прочными и эффективными взаимодействиями. Эти зоны могут оказаться важными для понимания уязвимых участков генома при возникновении мутаций.

Результаты работы опубликованы в журнале Nucleic Acids Research, а уникальный снимок предоставила Агнес Ной из Йоркского университета. Это открытие создаёт предпосылки для дальнейшего изучения фундаментальных генетических процессов и может способствовать разработке инновационных методов терапии заболеваний, связанных с мутациями в ДНК.

Для русскоязычных исследователей и специалистов в области биотехнологий это достижение подчёркивает значимость современных методов визуализации на молекулярном уровне, открывая новые перспективы для диагностики и лечения наследственных и онкологических заболеваний. Применение атомно-силовой микроскопии расширяет горизонты понимания биологических процессов и способствует развитию медицины будущего.

Данное открытие также перекликается с недавними разработками японских ученых, которые нашли способ разрезать и собирать молекулы ДНК с использованием наночастиц серебра. Эти исследования подчеркивают важность понимания молекулярных взаимодействий и их роли в генетических процессах. Узнайте больше о методах манипуляции с ДНК на наноуровне.