DNA는 새로운 기능을 수행하기 위해 복잡한 모양으로 접힐 수 있습니다.

DNA는 정교하고 3차원 구조로 접힘으로써 단백질 기능을 모방할 수 있다고 Weill Cornell Medicine과 National Institutes of Health의 일부인 National Heart, Lung, and Blood Institute의 연구원들의 연구에 따르면.

6월 21일에 발표된 연구에서 자연, 연구원들은 녹색 형광 단백질(GFP)이라고 불리는 단백질의 활동을 모방하여 만든 DNA 분자의 새롭고 복잡한 구조를 밝히기 위해 고해상도 이미징 기술을 사용했습니다. 해파리에서 파생된 GFP는 세포에서 형광 태그 또는 표지 역할을 하는 중요한 실험실 도구가 되었습니다.

이 발견은 DNA가 어떻게 복잡한 모양으로 접힐 수 있는지에 대한 과학을 발전시키고 연구원들이 다양한 실험실 및 임상 응용을 위해 그러한 DNA 분자를 구축하는 데 도움이 될 것입니다. 예를 들어, GFP를 모방한 모든 DNA 형광 태그는 종종 생물학적 연구 및 진단 테스트 키트에서 표적 DNA 조각에 라벨을 붙이는 데 이상적이며 상대적으로 저렴합니다.

Weill Cornell Medicine의 Sandra and Edward Meyer Cancer Center 회원이자 그린버그-스타 약리학 교수인 Samie Jaffrey 박사는 “이러한 발견은 DNA로 무엇을 할 수 있는지에 대한 우리의 이해를 정말로 변화시켰습니다.”라고 말했습니다.

자연계의 DNA는 대부분 이중 가닥의 “꼬인 사다리” 또는 “나선형” 형태로 존재하며 상대적으로 안정적인 유전 정보 저장소 역할을 합니다. 세포의 다른 모든 복잡한 생물학적 과정은 다른 유형의 분자, 특히 단백질에 의해 수행됩니다.

작년에 Jaffrey 박사와 동료들은 GFP의 활동을 모방할 수 있는 방식으로 접히는 단일 가닥 DNA라는 분자를 발견했다고 보고했습니다. Jaffrey 박사가 형광 방출의 색상 때문에 “상추”라고 명명한 DNA 분자는 다른 작은 유기 분자, GFP의 중심에 있는 것과 유사한 잠재적인 형광성 “형광단”에 결합하여 작동합니다. 형광 능력을 활성화하는 방법. 연구원들은 COVID-19의 원인인 SARS-CoV-2의 신속한 검출을 위한 형광 태그로서 상추-형광단 조합을 시연했습니다.

Jaffrey 박사와 그의 팀은 많은 단일 가닥 DNA를 만들고 원하는 형광단 활성화 능력을 가진 DNA를 스크리닝하여 양상추를 발견했습니다. 그러나 그들은 이 능력을 얻기 위해 어떤 구조의 상추를 사용하는지 몰랐습니다. 그 구조를 결정하기 위해 그들은 새로운 연구에서 오랜 협력자인 NHLBI 선임 조사관 Adrian R. Ferré-D’Amaré 박사에게 의지했습니다.

Dr. Ferré-D’Amaré 팀의 연구원인 Luiz Passalacqua 박사가 이끄는 연구에서 상추의 구조를 원자 수준의 분해능으로 분석하기 위해 극저온 전자 현미경을 포함한 고급 구조 이미징 기술이 사용되었습니다. 그들은 그것이 활성화하는 방식으로 형광단을 둘러싸는 이전에 본 적이 없는 유형의 DNA의 4방향 접합부를 중앙에 갖는 모양으로 접히는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 상추의 주름이 4글자 DNA 알파벳에서 종종 “문자”라고 불리는 DNA의 빌딩 블록인 핵염기 사이의 결합으로 함께 유지되는 것을 관찰했습니다.

“우리가 발견한 것은 단백질처럼 되려고 하는 DNA가 아닙니다. GFP가 하는 일을 하지만 고유한 방식으로 수행하는 DNA입니다.”라고 Ferré-D’Amaré 박사는 말했습니다.

연구원들은 이번 발견이 신속한 진단 검사를 위한 상추와 같은 형광 DNA 분자의 개발을 가속화할 뿐만 아니라 DNA 기반 형광 태그가 바람직한 다른 과학적 응용 프로그램의 호스트가 될 것이라고 말했습니다.

“이와 같은 연구는 새로운 DNA 기반 도구를 만드는 데 필수적일 것입니다.”라고 Jaffrey 박사는 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230621164736.htm