È noto che un buco di elettroni si muove attraverso il DNA a doppia elica e induce un danno ossidativo nei siti della guanina. Ad oggi, questo processo è stato studiato solo in soluzioni acquose diluite.

Però, chiarire le caratteristiche uniche del DNA in vivo, gli esperimenti devono essere eseguiti in condizioni vicine agli ambienti biologici perché l'ambiente intracellulare è molto affollato di biomolecole che comprendono dal 20 al 40% del peso cellulare.

Ora, Makiko Tanaka del Dipartimento di Scienze ingegneristiche e colleghi hanno studiato l'effetto del mezzo biomimetico sul danno al DNA tramite il trasferimento di elettroni fotoindotto, e hanno scoperto che i mezzi di affollamento molecolare influenzavano il trasferimento di elettroni e l'efficienza del danno al DNA.

Dopo foto-irradiazione della frazione pirene nel DNA pirene modificato, i siti della guanina nel DNA sono stati ossidati tramite trasferimento di elettroni e decomposti. I ricercatori hanno utilizzato glicole etilenico, glicerolo e poli(etilenglicole) per produrre ambienti di affollamento attorno al DNA. Le efficienze del danno ossidativo sono state analizzate mediante cromatografia liquida ad alta prestazione.

Un'elevata viscosità dell'ambiente affollato riduce i danni al DNA. Quando il DNA conteneva una coppia di basi non corrispondenti, un cambiamento strutturale locale del DNA e una bassa costante dielettrica di questi mezzi di affollamento hanno promosso il danno al DNA attraverso il trasferimento di elettroni attraverso lo spazio.

Questi risultati suggeriscono che il trasferimento di elettroni e il danno ossidativo nel DNA in ambienti intracellulari hanno un'ampia varietà a seconda della situazione.