Potvrzení stability upravené DNA otevírá další možnosti v oblasti medicíny

Vědci z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR (ÚOCHB AV ČR) dokázali, že silně upravená DNA dvoušroubovice je dostatečně stabilní pro další manipulaci. Tento výzkum by mohl otevřít nové možnosti využití DNA v oblastech medicíny. S kupina vědců pod vedením professora Michala Hocka z  Ústavu organické chemie a  biochemie Akademie věd ČR zkoumá omezení struktury a funkce DNA a úspěšně rozšiřuje stávající poznatky. Jejich nejnovější výzkum byl publikován v odborném časopise Nucleic Acid Research.

Profesor Hocek přirovnal DNA k lešení, na které lze přidávat další části s  různými funkcemi, jako jsou například postranní řetězce aminokyselin, které se běžně vyskytují v  peptidech a proteinech. V současné době je využití těchto molekul v medicíně omezené, protože jsou nestabilní a rychle se rozkládají v organismu. Řešením by mohla být stabilní kostra, ke které by se tyto molekuly bezpečně připojily. Právě takovou funkcí by mohla DNA sloužit v budoucnosti. Modifikace DNA se skládá ze dvou dlouhých záporně nabitých řetězců, které by se měly vzájemně odpuzovat, avšak jsou drženy pohromadě pomocí tzv. patrových interakcí a  párování bází. Vědci provedli modifikaci DNA, kam se přidal další záporný náboj na každé písmenko v genetickém kódu. Tento krok zdvojnásobil odpudivé síly, avšak DNA dvoušroubovice zůstala stále integrovaná.

Vědci dále zjistili, že takto upravenou DNA je možné syntetizovat, replikovat a sekvencovat pomocí enzymu DNA polymerázy. Vytvořit DNA, která bude projevovat odlišné vlastnosti Cílem výzkumu je vytvořit DNA, která bude vzhledem podobná jiným chemickým látkám. To by mohlo posílit léčebný potenciál určitých biomolekul, jako jsou peptidy nebo proteiny, jejichž udržení v organismu je obtížné. V  minulosti vědci z  Hockovy skupiny úspěšně vyvinuli nový modifikovaný aptamer, což je krátká DNA sekvence, na kterou se váže specifická cílová molekula, obvykle protein.

Aptamery mají podobné vlastnosti jako protilátky, ale jsou mnohem stabilnější. Odborníci si myslí, že v budoucnosti by aptamery mohly nahradit protilátky, které se v současnosti používají v lékařství. Nicméně zatím je pouze málo terapeutických aptamerů, které jsou schválené k použití po celém světě.

Vědci se také přiblížili k lepšímu porozumění tomu, jak buňky čtou a interpretují informace obsažené v  DNA. Popisovali proces vytváření tzv. molekulárních nůžek – sestřihového komplexu, který se podílí na stříhání RNA. Tento výzkum byl proveden týmem odborníků z  Ústavu molekulární genetiky Akademie věd ČR. Bílkovinu Gemin můžeme ironicky označit za „molekulárního kadeřníka“. Vedoucí výzkumu David Staněk z  Ústavu molekulární genetiky AV ČR uvedl, že bílkovina Gemin3 byla identifikována před přibližně 25 lety.

Bylo známo, že má v organismu velký význam, protože žádný organismus nepřežil její odstranění, avšak nebylo známo, jakou konkrétní roli plní. V lidské DNA se nachází přibližně 20 tisíc genů, přičemž každý gen obsahuje informaci pro výrobu specifické bílkoviny.

Před tím, než je bílkovina vytvořena, jsou genetické informace z DNA přepsány do molekuly RNA. Tato molekula je nazývána pre-mRNA a představuje přesnou kopii daného úseku DNA.

Zdroj: Časopis Ze zdravotnictví 9(7): 8. (red)