Ученые из Исследовательского института Скриппс в США открыли необычное взаимодействие между ДНК, магнием и полифосфатами — древними неорганическими полимерами. Эти компоненты образуют кластеры, похожие на капли жидкости, которые называются конденсатами. Они имеют гибкую и адаптируемую структуру и помогут в создании новых типов лекарств. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NC).
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу и реализацию генетической программы развития и функционирования организмов. Ученые обнаружили в ней специфическую «зону Златовласки» — определенный диапазон концентрации магния, при котором ДНК обвивает конденсаты полифосфатов и магниевых ионов, создавая структуру, похожую на тонкую оболочку яйца.
Исследования проводили доктор Лиза Рэки и доктор Ашок Дениз, работающие в разных лабораториях. Рэки исследовала ДНК в бактериальных клетках, а Дениз изучал физическую химию биомолекулярных конденсатов. Сотрудничество позволило раскрыть механизмы взаимодействия между молекулами.
Используя передовые методы микроскопии, ученые заметили, что ДНК образует оболочку на поверхности конденсатов, что замедляет их слияние. Более длинная ДНК вызывает большее «запутывание», а это влияет на структуру конденсатов. Кроме того, оказалось, что образование этих оболочек происходит только в определенном диапазоне концентраций магния — если его слишком много или мало, оболочка не образуется.
Понимание, как клетки могут регулировать размеры и функции конденсатов, открывает новые возможности для разработки методов контроля клеточных процессов. Ученые надеются, что эти исследования приведут к созданию более простых и эффективных подходов в биомедицине, а также помогут лучше понять процессы, связанные с закручиванием ДНК.
Ранее квантовая теория объяснила «общение» клеток.