Piccoli cambiamenti nella struttura del DNA sono stati implicati nel cancro al seno e in altre malattie, ma sono stati estremamente difficili da individuare, fino ad ora.

Usando quello che descrivono come un "naso chimico, I chimici della UC Riverside sono in grado di "annusare" quando frammenti di DNA vengono piegati in modi insoliti. Il loro lavoro di progettazione e dimostrazione di questo sistema è stato pubblicato sulla rivista Chimica della natura .

"Se una sequenza di DNA è piegata, potrebbe impedire la trascrizione di un gene legato a quel particolare pezzo di DNA, " ha detto l'autore dello studio e professore di chimica dell'UCR Wenwan Zhong. "In altre parole, questo potrebbe avere un effetto positivo mettendo a tacere un gene con il potenziale di causare il cancro o promuovere i tumori".

Al contrario, Anche il ripiegamento del DNA potrebbe avere un effetto negativo.

"Le pieghe del DNA potrebbero potenzialmente impedire la produzione di proteine ​​virali per ridurre al minimo la risposta immunitaria, " ha detto Zhong.

Studiando come queste pieghe potrebbero avere un impatto sugli esseri viventi, in positivo o in negativo, prima richiede agli scienziati di rilevare la loro presenza. Fare quello, Il professore di chimica organica dell'UCR Richard Hooley e i suoi colleghi hanno modificato un concetto che era stato precedentemente utilizzato per percepire altre cose, quali componenti chimici in diverse annate di vino.

Le sostanze chimiche nel sistema potrebbero essere progettate per cercare quasi ogni tipo di molecola bersaglio. Però, il modo in cui viene tipicamente usato il "naso", non poteva rilevare il DNA. Solo una volta che il gruppo di Hooley ha aggiunto ulteriori, componenti non standard potrebbero il naso annusare il suo bersaglio DNA.

"Gli esseri umani rilevano gli odori inalando aria contenente molecole di odori che si legano a più recettori all'interno del naso, "Hooley ha spiegato. "Il nostro sistema è paragonabile perché abbiamo più recettori in grado di interagire con le pieghe del DNA che stiamo cercando".

Il naso chimico è composto da tre parti:molecole ospiti, molecole ospiti fluorescenti, e DNA, che è l'obiettivo. Quando sono presenti le pieghe desiderate, l'ospite si illumina, avvisare gli scienziati della loro presenza in un campione.

Il DNA è composto da quattro acidi nucleici:guanina, adenina, citosina e timina. La maggior parte delle volte, questi acidi formano una struttura a doppia elica simile a una scala. Le regioni ricche di guanina a volte si piegano in modo diverso, creando quello che viene chiamato un G-quadruplex.

Le parti del genoma che formano queste strutture quadruplex sono estremamente complesse, sebbene i ricercatori della UC Riverside abbiano scoperto che le loro pieghe sono note per regolare l'espressione genica, e svolgono un ruolo chiave nel mantenere le cellule sane.

Per questo esperimento, i ricercatori volevano dimostrare di poter rilevare un tipo specifico di quadruplex composto da quattro guanine. Fatto ciò, Zhong ha detto che il team di ricerca cercherà di sfruttare il loro successo.

"Ora pensiamo di poter fare di più, " ha detto. "Ci sono altre strutture tridimensionali nel DNA, e vogliamo capire anche quelli".

I ricercatori esamineranno come le forze che danneggiano il DNA influenzano il modo in cui si piegano. Studieranno anche il ripiegamento dell'RNA perché l'RNA svolge importanti funzioni in una cellula.

"L'RNA ha strutture ancora più complesse del DNA, ed è più difficile da analizzare, ma la comprensione della sua struttura ha un grande potenziale per la ricerca sulle malattie, " ha detto Zhong.