Replicarea ADN a fost identificată la sfârşitul anilor 1950, iar de atunci cercetătorii din ]ntreaga lume s-au străduit să înţeleagă cum este reglat acest proces. Acum, o echipă fomată din cercetători de la Florida State University a dezlegat misterul vechi de zeci de ani al modului în care acest proces celular critic este reglat şi a deschis noi orizonturi pentru studiul viitor al geneticii.
În celule, ADN-ul şi materialul asociat trec prin procesul de replicare la intervale regulate, un proces esenţial la toate organismele vii. Acesta contribuie la orice, începând cu modul în care organismul răspunde la o boală, până la culoarea părului.
David Gilbert, profesor de biologie moleculară la J. Herbert Taylor, şi studentul Jiao Sima au publicat pe 27 decembrie o lucrare în publicaţia ”Cell” ce arată că există nişte puncte specifice în molecula ADN ce controlează procesul de replicare.
”A fost un mister destul de mare. Replicarea a părut să reziste la orice lucru pe care am încercat să îl facem pentru a o perturba. Am descris în detaliu, am arătat schimbări în tipuri de celule diferite şi cum este distrusă în cazul unei boli. Dar până acum nu am putut găsi piesa finală, elementele de control sau secvenţele de ADN ce o controlează”, a spus Gilbert, citat de sciencedialy.com.
Cercetătorii au ajuns la un număr apropiat de 100 de mutaţii genetice a moleculelor de ADN, sperând să vadă un rezultat ce ar putea explica cum funcţionează procesul de replicare.
Gilbert şi Sima au examinat un segment unic al ADN-ului în cea mai înaltă rezoluţie posibilă 3D şi au văzut 3 secvenţe din moleculă atingându-se reciproc frecvent. Cercetătorii au folosit apoi CRISPR, o tehnologie sofisticată de editare a genelor, pentru a îndepărta aceste trei zone simultan.
Ei au descoperit că aceste trei elemente împreună erau cheia reproducerii ADN-ului.
”Îndepărtarea acestor elemente a schimbat timpul replicării segmentului de la începutul până la sfârşitul procesului”, a spus Gilbert.
Pe lângă efectul sincronizării replicării, îndepărtarea celor trei elemente a cauzat schimbarea dramatică a structurii 3D a moleculei de ADN.
”Am scos la iveală pentru prima dată secvenţe specifice ale ADN-ului în genomul ce reglează structura cromatinei şi timpul replicării. Aceste rezultate reflectă un posibil model a modului în care ADN-ul se pliază înăuntrul celulelor şi ce impacte ar putea avea aceste şabloane în funcţia materiei ereditare”, a spus Sima.
O înţelegere mai bună asupra modului în care reproducerea ADN este reglată deschide noi drumuri cercetării în genetică. Când timpul de replicare este alterat – cum a fost în experimentul lui Gilbert şi Sima – se poate schimba complet modul în care este interpretată informaţia genetică a unei celule.
Acestea ar putea deveni informaţii cruciale, având în vedere că oamenii de ştiinţă abordează boli complicate în care timpul de replicare este alterat.
”Dacă se duplică într-un loc diferit şi la un moment diferit, poţi asambla o cu totul altă structură. O celulă are multe lucruri disponibile în momente diferite. Schimbarea când ceva se reproduce schimbă modul de împachetare a informaţiei genetice”, a mai spus profesorul Gilbert.
