Mire jó a négyszálú DNS?
Az nem garantálható, hogy kilenc év múltán ugyancsak Nobel-díjat kapnak az emberi szervezetben a négyes DNS-spirált kimutató (történetesen szintén a Cambridge-i Egyetemen dolgozó) kutatók, az azonban valószínűnek tűnik, hogy ez az eredmény áttörést jelenthet a rákgyógyászatban – a nagy jelentőségű eredményről a Nature Chemistry legutóbbi számában jelent meg közlemény.
Laboratóriumi kísérletek során már korábban is sikerült mesterségesen négyes DNS-spirált előállítani. A négyzetes keresztmetszetű DNS-szerkezetet guaninban (a DNS-t alkotó négy bázis – adenin, timin, citozin, guanin – egyike) gazdag, szintetikus DNS-szálak összehajtogatásával alkották meg.
Ez az úgynevezett G-kvartett eddig inkább tűnt furcsaságnak, mint a tudományban hasznosítható eredménynek. A helyzet azonban változhat a Nature Chemistryben megírt felfedezéssel.
A tanulmányt más hírforrásokkal egyetemben ismer tető ScienceDaily című tudományos honlap szerint a Cambridge-i Egyetem Kémiai Intézetének kutatói Shankar Balasubramian professzor vezetésével közel egy évtizeden át keresték az élő környezetben előforduló négyszeres spirált, amelyet végül fluoreszkáló antitestek segítségével emberi tumorsejtekben találtak meg. Munkájuk során igazolták, hogy a négyes spirál a DNS azon részein képződik, ahol sok a guanin – emiatt a szerkezetet G-kvartettnek keresztelték el. A kutatók ráadásul egyértelműen kimutatták az összefüggést a négyes spirálok koncentrációja és a DNS-replikáció, azaz a genetikai anyag osztódás előtti megduplázódása között.
„A G-kvartett mennyisége viszonylag állandó a sejtekben, érdemi növekedés csupán a replikáció fázisában figyelhető meg” – idézte az MTI Giulia Biffit, a tanulmány vezető szerzőjét. A kutató kitért arra is, hogy az onkogének hatására felgyorsuló DNS-megkettőződés a kvartettszerkezetek képződésének a gyakoriságát is növeli. (Az onkogén olyan gén, amely a sejteknek tumorsejtekké válását serkenti.) Elképzelhető, bár ezt eddig még nem vizsgálták, hogy ha a kvartett DNS-t sikerül szintetikus molekulákkal „csapdába ejteni”, akkor megállítható a fékezhetetlen sejtosztódás. Az ellenben bebizonyosodott, hogy a nagyobb G-DNS-tartalommal rendelkező „szuperaktív” gének védtelenebbek a külső behatásokkal szemben, de hogy ennek mi a jelentősége, azt későbbi vizsgálatok derítik ki.
Haracska Lajos, az MTA Szegedi Biológiai Központ genetikai intézetének tudományos tanácsadója szerint in vitro, azaz élő szervezeten kívüli körülmények között már eddig is ismert volt a négyszálú DNS, amelyet rutinmódszerekkel nagyszámú molekuláris biológiai labor előállított és vizsgált is korábban. In vivo, azaz élő környezetben is bizonyították már a létezését, de nem voltak eszközeink arra, hogy ilyen körülmények között vizsgáljuk tulajdonságait. A cikk újdonsága inkább az, hogy először készítettek specifikus ellenanyagot a G-DNS-re, amelynek segítségével ettől kezdve könnyen követhető in vivo is a G-DNS képződése és működése.
Nagyon sok embert érdekel, hogy miért éppen a rákgyógyászatban alkalmazhatják sikerrel a kvartett DNS-t. Haracska Lajos szerint ennek az a magyarázata, hogy a ráksejtek idejük jelentős részét az úgynevezett S-fázisban (szintetikus fázis, ahol a DNS megkettőződik) töltik, mivel folyamatosan osztódnak. Az S-fázisban ható gyógyszerek ezért szelektívebbek a ráksejtekre, mint a nyugalomban lévő és ritkábban osztódó egészséges sejtekre. A rákgyógyászatban elterjedt DNS-károsító ágensek éppen a DNS megkettőződését gátolják, amely a sejtciklus S-fázisában zajlik – a G-DNS elsősorban az S-fázisban van nagy mennyiségben jelen. Mivel már találtak olyan molekulát, amely a G-DNS-hez specifikusan kötődik, valóban lehet létjogosultsága egy olyan gyógyszerkutatásnak, amely a G-DNS-t célozza meg, és csak azt károsítja. Ezt azonban elméleti lehetőségnek gondolja a szegedi kutató, korai arról beszélni, hogy áttörést értek el a rákterápia terén.
