DNA, ünlü çift sarmal şekliyle bilinir. Ancak Garvan Tıbbi Araştırma Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, insan genomunun 50.000'den fazla alışılmadık "düğüm" benzeri DNA yapısı olan i-motifleri içerdiğini keşfettiler. Bugün The EMBO Journal'da yayınlanan bu makale, bu benzersiz DNA yapılarının kapsamlı ilk haritasını sunarak, hastalıklarda gen düzenlemesiyle ilgili potansiyel rollerine ışık tutuyor.
2018'deki önemli bir çalışmada, Garvan bilim insanları, geliştirdikleri yeni bir antikor aracıyla yaşayan insan hücrelerindeki i-motifleri doğrudan gözlemleyen ilk kişiler olmuşlardı. Mevcut araştırma, bu antikoru kullanarak i-motiflerin tüm genom boyunca konumlarını belirleyerek bu bulguların üzerine inşa ediliyor.
"Bu çalışmada, incelediğimiz üç hücre tipinin tamamında ortaya çıkan insan genomunda 50.000'den fazla i-motif bölgesi haritaladık," diyor çalışmanın kıdemli yazarı, Antikor Terapileri Laboratuvarı Başkanı ve Garvan Hedefli Tedavi Merkezi Direktörü Profesör Daniel Christ. "Bir zamanlar hücrelerde varlığı tartışmalı olan bir DNA yapısı için bu, şaşırtıcı derecede yüksek bir sayı. Bulgularımız, i-motiflerin sadece laboratuvar merakları olmadığını, yaygın olduklarını ve muhtemelen genomik işlevde kilit roller oynadığını doğruluyor."
Merak Uyandıran DNA i-motifleri Gen Aktivitesinde Dinamik Bir Rol Oynayabilir
I-motifler, ikonik çift sarmal şekilden farklı olan DNA yapılarıdır. Bu yapılar, aynı DNA zincirindeki sitozin harflerinin birbiriyle eşleştiğinde oluşur ve çift sarmaldan dışarı çıkıntı yapan dört zincirli, burulmuş bir yapı oluşturur.
Araştırmacılar, i-motiflerin rastgele dağılmadığını, gen aktivitesini kontrol eden bölgeler de dahil olmak üzere genomun önemli işlevsel alanlarında yoğunlaştığını buldular.
"İ-motiflerin hücre döngüsünün belirli zamanlarında yüksek derecede aktif olan genlerle ilişkili olduğunu keşfettik. Bu, onların gen aktivitesini düzenlemede dinamik bir rol oynadığını gösteriyor," diyor çalışmanın ilk yazarı ve Antikor Terapileri Laboratuvarı'nda araştırma görevlisi olan Cristian David Peña Martinez.
"Ayrıca i-motiflerin, kanserin en tanınmış 'ilaç hedeflenemez' hedeflerinden birini kodlayan MYC onkogeni gibi onkogenlerin promoter bölgesinde oluştuğunu bulduk. Bu, hastalıkla bağlantılı genleri i-motif yapısı aracılığıyla hedef almak için heyecan verici bir fırsat sunuyor," diye ekliyor.
Bu araştırma, i-motiflerin sadece DNA'nın yeni bir yapısal formu olmadığını, aynı zamanda potansiyel olarak hastalıklarla ilişkili genlerin düzenlenmesinde ve hedeflenmesinde önemli bir araç olabileceğini gösteriyor. Bu bulgular, gelecekte hastalıkların tedavi ve teşhisinde devrim yaratabilecek yeni stratejilere kapı açabilir.
I-Motiflerin Yeni Tür Terapi ve Tanı Yöntemleri İçin Umut Vadetmesi
"Zor tedavi edilen kanserlerdeki bu 'kutsal kase' dizilerinin yakınında i-motiflerin yaygın olarak bulunması, yeni tanı ve tedavi yaklaşımları için yeni olanaklar açıyor. İ-motifleri hedef alan ve gen ekspresyonunu etkileyen ilaçlar tasarlamak mümkün olabilir, bu da mevcut tedavi seçeneklerini genişletebilir," diyor Garvan Enstitüsü'nün Bilimsel Şefi ve çalışmanın ortak yazarı Doçent Dr. Sarah Kummerfeld.
Profesör Daniel Christ, i-motiflerin haritalanmasının yalnızca Garvan Enstitüsü'nün antikor geliştirme ve genomik alanındaki dünya çapındaki uzmanlığı sayesinde mümkün olduğunu belirtiyor. "Bu çalışma, temel araştırmalar ve teknolojik yeniliklerin bir araya gelerek paradigma değiştirici keşifler yapabileceğinin bir örneğidir," diye ekliyor.
Bu araştırma, Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi (National Health and Medical Research Council) tarafından sağlanan fonlarla desteklenmiştir.
Profesör Daniel Christ, UNSW Sydney Tıp ve Sağlık Fakültesi, St Vincent Klinik Okulu'nda birleştirilmiş (Conjoint) Profesördür. Doçent Dr. Sarah Kummerfeld ise aynı fakültede St Vincent Klinik Okulu'nda birleştirilmiş Doçenttir.
Referanslar
- Cristian David Peña Martinez, Mahdi Zeraati, Romain Rouet, Ohan Mazigi, Jake Y Henry, Brian Gloss, Jessica A Kretzmann, Cameron W Evans, Emanuela Ruggiero, Irene Zanin, Maja Marušič, Janez Plavec, Sara N Richter, Tracy M Bryan, Nicole M Smith, Marcel E Dinger, Sarah Kummerfeld, Daniel Christ. Human genomic DNA is widely interspersed with i-motif structures. The EMBO Journal, 2024; DOI: 10.1038/s44318-024-00210-5
0 Yorumlar