✍ تصاویر واضح ثبت شده از مولکول DNA می تواند توسعه ‌ی روش‌ های ژن ‌درمانی را سرعت ببخشد.

واضح‌ ترین تصویر ممکن از یک مولکول دی‌ان‌ای (DNA)توسط دانشمندان ثبت شد. این تصویر پیچ ‌و تاب خوردن اتم‌ ها را نشان ‌می‌ دهد.

پژوهشگران دانشگاه ‌های شفیلد(Sheffield)، لیدز (Leeds) و یورک (York) با ترکیب شبیه ‌سازی ابر رایانه‌ ای و میکروسکوپ‌ های پیشرفته اتمی تصاویری از مولکول ‌ها ثبت کردند. وضوح بالا و شبیه‌ سازی به آن‌ ها اجازه داد تا حرکت و موقعیت اتم‌ ها را در یک رشته DNA بررسی و مشاهده کنند.

محققان انگلیسی می گویند: این پروژه، مشاهده‌ ی DNA با این جزئیات می ‌تواند توسعه ‌ی روش‌ های ژن ‌درمانی را سرعت ببخشد.این تصاویر با وضوح بالا نشان می‌ دهد که چگونه فشارها و پیچیدگی‌ های وارد بر DNA باعث تغییر شکل آن درون سلول می‌شود. پیش از این دانشمندان تنها قادر بودند تا DNA را به وسیله‌ ی میکروسکوپ ‌هایی که تنها می‌ توانستند عکس‌ های ثابت بگیرند ببینند اما این فیلم می ‌تواند حرکت اتم ‌ها را نشان دهد.

این تصاویر به حدی با جزئیات هستند که می‌ توان ساختار دو رشته‌ای DNA را مشاهده کرد اما هنگامی که دانشمندان این مشاهدات را با شبیه ‌سازی رایانه‌ ای ترکیب کردند موفق شدند موقعیت هر اتم را درDNA  و نحوه‌ ی پیچ‌تاب خوردن آن‌ ها را نیز مشاهده کنند.

هر سلول انسان رشته‌ ی دومتری DNA دارد. این رشته ‌ها تکامل یافته‌ اند تا برای قرار گرفتن درون سلول پیچ و تاب بخورند. این بدان معناست که DNA حلقه شده در سراسر ژنوم وجود دارد و آن دسته که پیچ خوردگی‌ ندارند تحرک کمتری نسبت به دسته‌ ی دیگر دارند.

محققان حلقه ‌های کوچک DNA را مورد بررسی قرار دادند. این حلقه ‌ها خاص هستند زیرا مولکول‌ ها از دو طرف بهم وصل شده اند. این حلقه‌ ها به محققان کمک می ‌کند تا بتوانند پیچیدگی دیگری در DNA ایجاد کنند و حرکت آن را بیشتر کنند. هنگامی که آن ‌ها DNA بدون پیچ‌ خوردگی را بررسی کردند تحرک کمی مشاهده کردند. درحالی ‌که وقتی به DNA یک تاب‌ خوردگی دیگر اضافه کردند مشاهده کردند که سرعت تحرک آن بیشتر شد و اشکالی عجیب به خود گرفت. آن‌ ها دریافتند این حرکات و اشکال عجیب کلید جذب مولکول ‌های دیگر توسط DNA هاست و هنگامی که آن‌ ها اشکالی گسترده ‌تر به خود می ‌گیرند تعداد بیش ‌تری از مولکول ‌ها جذب آن‌ ها می‌ شوند.

تحقیقات قبلی نشان می‌ داد که این حلقه ‌های کوچک DNA می ‌توانند مشخص‌ کننده‌ ی سن و سلامت باشند و همچنین برای تشخیص زود هنگام بیماری ها مورد استفاده قرار گیرند.

از آن جایی که این حلقه ‌ها می‌ توانند پیچ خورده و خم شوند می ‌توانند بسیار فشرده شوند. مطالعه‌ ی  DNAبا این جزئیات و فهمیدن آن‌ که چگونه این حلقه ‌های فشرده در داخل سلول جا می ‌گیرند می ‌تواند به افزایش سرعت توسعه‌ ی ژن‌ درمانی کمک کند.

دکتر آلیس پاین (Alice Pyne) استاد پلیمر و ماده چگال نرم در دانشگاه “شفیلد” که این تصاویر را ثبت کرده می گوید: دیدن، باور کردن است، اما وقتی پای چیزی به کوچکی DNA در میان باشد مشاهده‌ ی ساختار دورشته ‌ای مولکول DNA بسیار چالش برانگیز است. این فیلم به ما این امکان را داد تا پیچ‌ خوردن DNA را در سطحی که هرگز ندیده بودیم ببینیم.

پروفسور لین زچی‌ادریچ (Lynn Zechiedrich) از دانشگاه پزشکی بیلور (Baylor) در هیوستون تگزاس که حلقه‌ های DNA استفاده شده در این تحقیقات را ساخته است می ‌گوید: این تحقیقات قابل توجه بود. آن‌ ها جزئیات دقیقی از جمله چروک خوردگی ‌ها، حباب ‌ها، اشکال عجیب DNA را به تصویر کشیدند و ما امیدواریم روزی بتوانیم این شکل ‌گیری DNA را کنترل کنیم.

دکتر سارا هریس(Sarah Harris)  از دانشگاه لیدز که تحقیقات را نظارت می ‌کرد می ‌گوید: این تحقیقات نشان می‌ دهد که قوانین فیزیک بر روی حلقه‌ های کوچک DNA نیز صادق است. همانطور که در ذرات زیراتمی و کهکشان‌ ها وجود دارد. ما می ‌توانیم از ابررایانه ‌ها برای درک فیزیک DNA های تاب‌ خورده استفاده کنیم تا برای درمان بیماری‌ ها حلقه ‌های DNA اختصاصی طراحی کنیم.

این مقاله در ژورنال Nature Communications به چاپ رسیده است.

🌍منبع خبر