2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Մոտ հիսուն տարի անց այն բանից հետո, երբ մի ուղենշային փաստաթուղթ առաջարկեց գոյություն ունենալ այն, ինչը հետագայում կոչվեց թռչող գեների, գիտնականները ստանում են օդում բռնվածի իրենց առաջին պարզ նկարը:
Science ամսագրի հուլիսի 7-ի համարում UW-Madison-ի թիմը նկարագրում է ֆերմենտի եռաչափ, ատոմային կառուցվածքը, որը թույլ է տալիս բակտերիաների փոխադրվող գենետիկ տարրին «ցատկել» ԴՆԹ-ի մի մասից։ մեկ ուրիշը։
Այս սպիտակուց-ԴՆԹ համալիրի կառուցվածքը, որը ներկայացված է ամսագրի շապիկին, հետազոտողներին տալիս է նոր շրջանակ՝ հասկանալու, թե ինչպես են գործում փոխադրվող տարրերը, ասում են թերթի առաջատար հեղինակներ Իվան Ռայմենտը և Բիլ Ռեզնիկոֆը:Գտածոն կարող է նաև արագացնել ՁԻԱՀ-ը զսպող նոր դեղամիջոցների որոնումը։
«Փոխանցելի տարրերն ունեն գենոմները վերափոխելու և գենետիկական տեղեկատվության տեղաշարժը հեշտացնելու ներուժ, ինչպիսին է հակաբիոտիկների դիմադրությունը», - ասում է մոլեկուլային գենետիկ Ռեզնիկոֆը:
ԴՆԹ-ի փոխադրումը առանցքային է գենետիկայի և էվոլյուցիայի համար: Փոխադրելի տարրերը մուտացիաների կարևոր աղբյուր են, որոնց վրա գործում է բնական ընտրությունը: Գիտնականները հաշվարկել են, որ փոխադրվող տարրերը, օրինակ, կազմում են մարդու գենոմի 30 տոկոսը:
Գիտությունում Վիսկոնսինի թիմը նկարագրում է Escherischia coli Tn5 տրանսպոզազայի եռաչափ կառուցվածքը, որը կապված է Tn5 փոխադրվող տարրի հետ: «Մեր հայտնագործությունը կարևոր քայլ է փոխակերպման կառուցվածքային հիմքը հասկանալու համար», - ասում է բյուրեղագետ և մոլեկուլային կենսաբան Ռայմենթը:
Թիմի բացահայտումները ազդեցություն են ունենում ՁԻԱՀ-ի հետազոտողների համար, քանի որ մարդու իմունային անբավարարության վիրուսը (ՄԻԱՎ-1) օգտագործում է ԴՆԹ-ի տրանսպոզիցիային նման գործընթաց՝ մարդու ԴՆԹ-ի մեջ մտցնելու համար:
«Ինչպես տրանսպոզազ կոչվող ֆերմենտները հնարավոր են դարձնում տրանսպոզիցիան, ինտեգրազներ կոչվող ֆերմենտները կատալիզացնում են նմանատիպ իրադարձությունները ռետրովիրուսներում, ներառյալ ՄԻԱՎ-1-ը», - ասում է Ռայմենը: «Հիմա հետազոտողները ուսումնասիրել են հինգ տարբեր տրանսպոզազների և ինտեգրազների կատալիտիկ միջուկը, և դրանք ցույց են տալիս ուշագրավ նմանություն: Հետևաբար, դրանցից մեկի հստակ պատկերը թույլ է տալիս ավելի լավ հասկանալ բոլոր նմանատիպերը»:
ՁԻԱՀ-ը վերահսկելու համար դեղագործական արդյունաբերության հետազոտողները ստուգում են միացությունները, որոնք կարող են արգելակել ՄԻԱՎ-1 ինտեգրազը, ըստ Rayment-ի և Reznikoff-ի: Քանի որ ՄԻԱՎ-1 ինտեգրազը և Tn5 transposase-ն ունեն նմանատիպ կառուցվածք, Վիսկոնսինի գիտնականները կարծում են, որ նրանք այժմ ունեն մոդելային համակարգ, որը կարող է օգնել գիտնականներին բացահայտել կամ նախագծել ՄԻԱՎ-1-ի դեմ արդյունավետ միացություններ::
Թերթի համահեղինակներն են Դուգլաս Դեյվիսը և Իգոր Գորիշինը: Դեյվիսն աշխատել է Rayment-ի հետ՝ մշակելով ԴՆԹ-ֆերմենտի բյուրեղները և վերլուծել դրանք ռենտգենյան բյուրեղագրության միջոցով:Գորիշինը, մոլեկուլային կենսաբան, աշխատել է Ռեզնիկոֆի հետ տրանսպոզազայի մշակման, մեկուսացման և մաքրման գործում: Հետազոտական թիմը, բոլորը Գյուղատնտեսական և կենսաբանական գիտությունների քոլեջի կենսաքիմիայի բաժանմունքի հետ միասին, աշխատել են համալիրի կառուցվածքը լուծելու համար:
1951 թվականին գենետիկ Բարբարա ՄաքՔլինթոքը առաջարկեց «վերահսկիչ տարրեր»՝ բացատրելու եգիպտացորենի մեջ իր նկատած գենետիկական օրինաչափությունները: Շատ գենետիկներ դանդաղ էին գնահատում ՄաքՔլինտոկի հայտնագործության կարևորությունը, որի համար նա Նոբելյան մրցանակ ստացավ 1983 թվականին: Այնուամենայնիվ, հետազոտողները ուշագրավ առաջընթաց են գրանցել մոլեկուլային բնույթի փոխադրվող տարրերը հասկանալու գործում:
Ֆերմենտների կառուցվածքի նախկին ուսումնասիրությունները, որոնք հրահրում են տրանսպոզիցիան, կենտրոնացել են այն միջուկի վրա, որը կտրում է տարրը ԴՆԹ-ից, ասում է Ռայմենը: Հետազոտողները չգիտեն, թե ինչ տեսք ունի ամբողջ ֆերմենտը կամ ինչպես է այն կապվում ԴՆԹ-ի հետ և փոխազդում դրա հետ: Սպիտակուց-ԴՆԹ համալիրի եռաչափ կառուցվածքի ֆիքսումը UW-Madison թիմին թույլ տվեց շատ ավելի հստակ պատկերացում կազմել այն մասին, թե ինչպես են ֆերմենտը և ԴՆԹ-ն փոխազդում մոլեկուլային մակարդակում:
Նախքան փոխադրումը, Tn5 տրանսպոզազայի մեկ օրինակը կապվում է տրանսպոզոնի մի ծայրում գտնվող որոշակի շրջանի հետ, իսկ երկրորդ օրինակը միանում է հակառակ ծայրում գտնվող նույնական շրջանին: Ոչ մի ֆերմենտ չի կարող կտրել ԴՆԹ-ն այն վայրում, որտեղ այն կապվում է: Երբ իրադարձությունները ստեղծում են հանգույց Tn5 փոխադրվող տարրում, ծայրերում գտնվող երկու ֆերմենտները միանում են: Վիսկոնսինի հետազոտությունը ցույց է տալիս, թե ինչպես է ստացված պրոտեին-ԴՆԹ համալիրի ճարտարապետությունը դիրքավորում յուրաքանչյուր ֆերմենտ, որպեսզի այն հետո կարողանա կտրել փոխադրվող տարրի ԴՆԹ-ի հակառակ ծայրը իր սկզբնական կապի վայրից: Այնուհետև Tn5-ֆերմենտային համալիրը կարող է ազատ տեղաշարժվել, նախքան այն մտցնել նոր տեղ:
Հետազոտությունն իրականացվել է. Գյուղատնտեսական և կենսագիտությունների քոլեջի պետական ֆինանսավորմամբ և Ընդհանուր բժշկական գիտությունների ազգային ինստիտուտի դրամաշնորհներով. Արթրիտի և մկանային-կմախքային և մաշկային հիվանդությունների ազգային ինստիտուտ; ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարություն; և Vilas Associates մրցանակ UW-Madison-ից:
