Chromosom-Capping Telomere Ein Potenzielles Ziel Für Anti-Krebs-Medikamente

Chromosom-Capping Telomere Ein Potenzielles Ziel Für Anti-Krebs-Medikamente

Biomedizinische Forscher, Altern und Krebs sind sehr daran interessiert, die Telomere, die Schutzkappen auf den enden der Chromosomen. In einer neuen Studie, die Wissenschaftler an der UC Santa Cruz verwendet eine neuartige Technik zu offenbaren strukturelle und mechanische Eigenschaften der Telomere, könnten helfen, die Entwicklung von neuen anti-Krebs-Medikamente.

Telomere sind lange, repetitive DNA-Sequenzen an den enden von Chromosomen, die dazu dienen, eine schützende Funktion Analog zu der des Kunststoff-Tipps auf den Schnürsenkeln. Wie Zellen sich teilen, Ihre Telomere nach und nach kürzer, bis schließlich die Zellen, sich zu teilen. Telomere wachsen länger, jedoch durch die Wirkung eines Enzyms namens telomerase, das ist besonders aktiv in den Zellen, die halten müssen, um die Aufteilung auf unbestimmte Zeit, wie Stammzellen. Die Forscher haben auch herausgefunden, dass die meisten Tumorzellen zeigen eine hohe telomerase-Aktivität.

Michael Stein, ein Assistent professor für Chemie und Biochemie an der UC Santa Cruz, sagte, sein Labor ist besonders daran interessiert, in der Faltung und Entfaltung eines DNA-Struktur an das Ende der Telomer, bekannt als G-quadruplex, denn es spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung von telomerase-Aktivität.

„Die meisten Krebs-Zellen mit telomerase als ein Mechanismus zur Aufrechterhaltung unkontrolliertes Wachstum, so ist es ein wichtiges Ziel für anti-Krebs-Therapeutika,“ Stein sagte. „Die G-quadruplex-Strukturen der Telomer-DNA hemmen die Funktion der telomerase, das Enzym, so dass wir verstehen wollten, die mechanische Stabilität dieser Struktur.“

Xi Long, ein student im Aufbaustudium in Stein ‚ s lab, leitete das Projekt, die beteiligten, die Integration von zwei Techniken zu manipulieren und zu überwachen, einzelne DNA-Moleküle während der Entfaltung des G-quadruplex-Struktur. Eine „magnetic tweezers“ system wurde verwendet, um die Strecke des DNA-Moleküls, während eine Fluoreszenz-Mikroskopie wurde verwendet, um zu überwachen, small-scale-strukturellen Veränderungen in der DNA. Die Ergebnisse, publiziert in Nucleic Acids Research, zeigte, dass eine relativ kleine strukturelle Verschiebung bewirkt, dass die G-quadruplex zu entfalten.

„Im Gegensatz zu anderen DNA-Strukturen, die G-quadruplex-Struktur ist ziemlich spröde. Es dauert sehr wenig Störung, um die ganze Sache auseinander fällt,“ Stein sagte. „Wir fanden auch, dass die aufgeklappten Zustand hat einen stark verdichteten Konformation, die uns sagt, dass es immer noch Wechselwirkungen, die für die Faltung Reaktion.“

Diese Erkenntnisse haben Implikationen für das Verständnis der molekularen Mechanismen der Telomer-assoziierte Proteine und Enzyme, die in der Entfaltung Reaktion, sowie für das rationale design von anti-Krebs-Medikamente, Stein, sagte. Kleine Moleküle, binden und stabilisieren die Telomer-DNA-G-quadruplexe haben gezeigt, Versprechen als anti-Krebs-Medikamente.

Die integration von Fluoreszenz-Messungen und magnetische Pinzette ist eine leistungsfähige Methode für die überwachung von DNA-strukturelle Dynamik, und als biophysikalische Techniken gehen, es ist nicht schwer zu implementieren, Stein, sagte. Seinem Labor arbeitete mit DNA-Molekülen mit der G-quadruplex-Sequenz von menschlicher Telomer-DNA, befestigen Sie das eine Ende der DNA auf ein Glas schieben und das andere Ende mit einem winzigen, magnetischen bead. Ein magnet statt über die Probe gezogen, die Perle, das ausüben einer ausdehnenden Kraft auf das DNA-Molekül, das variiert, je nachdem wie nah der magnet wurde auf die Probe.

Zur gleichen Zeit, die Forscher verwendeten ein Fluoreszenz-Technik, die sogenannte einzelmolekül-FRET (Förster-Resonanz-Energie-transfer) zur überwachung von small-scale-strukturellen Veränderungen in der DNA. „BUND gedacht werden kann als molekulares Lineal“ Stein sagte. Als Energie von einem fluoreszierenden Farbstoff-Molekül übertragen wird, um einen zweiten Farbstoff-Molekül, das die Effizienz von Energie-transfer gemessen werden können, in Echtzeit. Die Farbstoff-Moleküle gekoppelt werden kann direkt an das DNA-Molekül an bestimmten stellen, so dass die Forscher zu überwachen, die molekulare Dynamik des Systems, wie es manipuliert wird, indem die magnetische Pinzette.

„Sie müssen kein Spezialist sein, um dieses Verfahren verwenden, so kann es leicht an andere Labors und breit der Beschäftigten in diesen Arten von Studien,“ Stein sagte.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.