ความประทับใจของศิลปินที่มีต่อลวดลาย i(แสดงเป็นสีขาวและสีเขียว) บาคาร่าเว็บตรง ที่มีแอนติบอดีรูปตัว Y สีขาวที่ผูกติดอยู่กับพวกเขา (เครดิตภาพ: คริส แฮมมัง)เมื่อคุณนึกถึง DNA อัตราต่อรองคือคุณนึกภาพเกลียวคู่ที่มีชื่อเสียงซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายบันไดที่บิดเบี้ยวอย่างสง่างามเหมือนเกลียวไม้ก๊อก
แต่ดีเอ็นเอไม่ได้ถือว่ารูปแบบนี้เสมอไป การดํารงอยู่ของดีเอ็นเอหนึ่งรูปร่างในมนุษย์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
– ปมสี่เส้นของรหัสพันธุกรรม – เป็นที่ถกเถียงกันในหมู่นักวิทยาศาสตร์มานานหลายปี เนื่องจากสิ่งที่เรียกว่า i-motif นี้ชอบสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (เงื่อนไขที่นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างได้ในห้องปฏิบัติการ แต่ไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในร่างกาย) นักวิทยาศาสตร์หลายคนคิดว่ามันไม่สามารถมีอยู่ในเซลล์ของมนุษย์ได้
แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการศึกษาได้ชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่ DNA รูปแบบที่แปลกประหลาดนี้สามารถมีอยู่ในมนุษย์ที่มีชีวิตได้ ตอนนี้การศึกษาใหม่ (เปิดในแท็บใหม่) ตีพิมพ์วันนี้ (23 เมษายน) ในวารสาร Nature Chemistry ให้หลักฐานโดยตรงครั้งแรกว่ามันมีอยู่จริงและอาจมีบทบาทสําคัญในการควบคุมยีนของเรา [คลี่คลายจีโนมมนุษย์: 6 เหตุการณ์สําคัญระดับโมเลกุล]
”ก่อนหน้านี้มันเป็นแนวคิดทางวิชาการที่ DNA สามารถ [พับได้เช่นนี้] แต่ไม่มีใครรู้เลยว่ามันมีความหมายต่อชีววิทยาอย่างไร” Marcel Dinger ผู้เขียนการศึกษาอาวุโสหัวหน้าศูนย์จีโนมคลินิก Kinghorn ที่สถาบันวิจัยทางการแพทย์ Garvan ในซิดนีย์กล่าว การดูลวดลาย i-motifs เหล่านี้ปรากฏในเซลล์มนุษย์ที่มีชีวิต “น่าตื่นเต้นมาก”
ในการตรวจจับลวดลาย i Dinger และทีมของเขาได้ออกแบบแอนติบอดีซึ่งเป็นโปรตีนที่กําหนดเป้าหมายไปที่ผู้บุกรุกจากต่างประเทศในร่างกายเพื่อค้นหาและสลักลงบนลวดลาย i โดยเฉพาะ พวกเขาติดแท็กแอนติบอดีเหล่านี้ด้วยสีย้อมเรืองแสงแล้วฉีดเข้าไปในเซลล์ของมนุษย์ในห้องปฏิบัติการ พวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์อันทรงพลังเห็นจุดสีเขียวเล็กๆ เรืองแสงจํานวนมาก ซึ่งเป็นแอนติบอดีสีที่ยึดติดลวดลาย i-motifs ที่เข้าใจยาก
จากข้อมูลของ Dinger ส่วนที่ยากที่สุดในการเผยแพร่บทความนี้คือการพิสูจน์ว่าแอนติบอดีสลักลงบนลวดลาย i เท่านั้นและไม่ยึดติดกับ DNA รูปทรงอื่น ๆ พวกเขาทําสิ่งนี้โดยการทดสอบว่าแอนติบอดีมีปฏิกิริยาอย่างไรกับ DNA รูปแบบอื่น ๆ เช่นเกลียวคู่แบบคลาสสิกและโครงสร้างที่ศึกษาได้ดีขึ้นที่เกี่ยวข้องกับ i-motif ที่เรียกว่า G4 quadruplex แน่นอนว่าแอนติบอดีพิสูจน์แล้วว่าซื่อสัตย์ – มันไม่ได้ผูกติดอยู่กับรูปแบบอื่น ๆ เหล่านี้
”นี่เป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นมาก” โซอี้ วอลเลอร์ อาจารย์อาวุโสด้านชีววิทยาเคมีที่มหาวิทยาลัยอีสต์
แองเกลียในสหราชอาณาจักรซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว “งานนี้เป็นไอซิ่งเกี่ยวกับสิ่งที่ตอนนี้ค่อนข้างใหญ่ของหลักฐานว่า [รูปแบบของดีเอ็นเอ] เหล่านี้มีอยู่ในร่างกายและมีค่าควรแก่การศึกษาเพิ่มเติม”
บทบาทในกฎระเบียบ
สิ่งที่ทําให้ทีมหลงใหลจริงๆ Dinger บอกกับ Live Science ไม่เพียง แต่ว่าลวดลาย i เหล่านี้มีอยู่ในเซลล์ที่มีชีวิตเท่านั้น แต่ไฟเขียวเหล่านี้กระพริบตาเปิดและปิด – หมายถึงลวดลาย i ที่พับเก็บได้ในการดํารงอยู่แล้วคลี่คลายซ้ํา ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนักวิจัยพบว่า DNA พับเป็น i-motifs ในอัตราที่สูงขึ้นในระหว่างขั้นตอนเฉพาะของการถอดความซึ่งเป็นกระบวนการที่เริ่มต้นการแปลยีนเป็นโปรตีนเมื่อ DNA เพิ่งเริ่มถอดความอย่างแข็งขัน ต่อมาดีเอ็นเอก็คลี่คลายกลับคืนสู่รูปแบบปกติและลวดลาย i ก็หายไป จากข้อมูลของ Dinger นี่อาจหมายความว่า i-motifs มีบทบาทที่เฉพาะเจาะจงมากในการควบคุมกระบวนการถอดความ
อันที่จริงการศึกษานี้สนับสนุนการวิจัยก่อนหน้านี้ในจานห้องปฏิบัติการที่รอยพับเหล่านี้เกิดขึ้นในพื้นที่ที่ควบคุมยีน พื้นที่เหล่านี้รวมถึงปลายสุดของโครโมโซมที่เรียกว่า “เทโลเมียร์” ที่คิดว่ามีบทบาทในวัยชราและภูมิภาคที่เรียกว่าโปรโมเตอร์ซึ่งได้รับมอบหมายให้เปิดและปิดยีน
แต่แม้จะทราบบางพื้นที่ที่สามารถปรากฏรอยพับเหล่านี้ได้ แต่นักวิจัยก็ยังไม่ทราบว่ายีนใดที่ควบคุมรอยพับหรือจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณรบกวนเซลล์เพื่อไม่ให้เกิดโครงสร้างเหล่านี้
”มีจีโนมมากมายที่เราไม่เข้าใจ อาจเหมือนกับ 99 เปอร์เซ็นต์ของจีโนม” Dinger การเห็นดีเอ็นเอพับเก็บเช่นนี้ในเซลล์ที่มีชีวิต “ทําให้สามารถถอดรหัสส่วนต่าง ๆ ของจีโนมและเข้าใจสิ่งที่พวกเขาทํา”อันที่จริงรอยพับแปลก ๆ เหล่านี้อาจมีอยู่ในทุกเซลล์ของเรา Dinger กล่าว และเนื่องจากจีโนมมีรอยพับน้อยกว่าเช่นนี้เมื่อเทียบกับ DNA ที่มีรูปร่างปกติยาที่กําหนดเป้าหมายดีเอ็นเออาจสามารถจับได้เฉพาะเจาะจงมากขึ้นเมื่อเทียบกับบริเวณที่ไม่พับเก็บได้ บาคาร่าเว็บตรง
