Ученые из Дании разработали новый метод управления формой ДНК, открывая новые возможности для исследований в области молекулярной биологии, нанотехнологий и других областей, сообщает пресс-служба Орхусского университета.

Подробно метод описан в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials.

В человеческой клетке – примерно два метра ДНК, которые несут в себе основную генетическую информацию. Если размотать всю ДНК, содержащуюся в одном человеке, эта нить растянется на огромное расстояние — до Солнца и обратно 60 раз. Чтобы справиться с таким объемом биологической информации, клетка плотно упаковывает свою ДНК в хромосомы.

ДНК, как правило, бывает двухцепочечной: одна нить для кодирования генов и одна резервная нить, переплетенные в двойную спираль. Двойная спираль стабилизируется взаимодействиями Уотсона-Крика, которые позволяют двум цепям распознавать друг друга и соединяться друг с другом. Однако существует другой, менее известный класс взаимодействий между нитями ДНК – взаимодействие Хугстина. Эта связь позволяет присоединить третью нить, образуя красивую тройную спираль.

Тройное оригами. Иллюстрация: Minke A. D. Nijenhuis

В этом исследовании ученые представили общий метод организации двухцепочечной ДНК, основанный на взаимодействиях Хугстина. Как показали результаты, образующие триплекс нити способны резко изгибать или «сворачивать» двухцепочечную ДНК для создания компактных структур. Внешний вид этих структур варьируется от полых двухмерных форм до плотных трехмерных конструкций. Ученые назвали свой метод «тройным оригами».

С помощью тройного оригами ученые могут достичь уровня искусственного контроля над формой двухцепочечной ДНК, который ранее был нельзя было себе представить. Работа показала, что образование триплекса, опосредованное Хугстином, защищает ДНК от ферментативной деградации. Так, способность уплотнять и защищать ДНК с помощью метода тройного оригами может иметь большое значение для генной терапии, когда больные клетки восстанавливаются, кодируя отсутствующую функцию в доставляемый фрагмент двухцепочечной ДНК.