I ricercatori di fisica dell'Università dell'Arkansas hanno sviluppato un semplice, metodo economico per studiare gli effetti delle sostanze chimiche sul DNA che ha il potenziale per migliorare lo sviluppo e la sperimentazione di trattamenti salvavita.

Jack Freeland, uno studente di fisica onori nel suo anno da junior, ha lavorato con Yong Wang, professore assistente di fisica, e Prabhat Khadaka, un borsista post-dottorato, per creare filamenti piegati di DNA usando una tecnica sviluppata da Wang e colleghi dell'Università della California a Los Angeles, dove Wang era uno studente di dottorato.

Piegando i filamenti di DNA, i ricercatori possono amplificare gli effetti delle interazioni chimiche in modo che gli effetti possano essere osservati più facilmente. Il loro studio, che ha dimostrato il concetto utilizzando magnesio e ioni d'argento, è stato recentemente pubblicato sulla rivista Revisione fisica E , e i ricercatori hanno depositato un brevetto per il loro metodo.

Nello studio, i ricercatori hanno dimostrato che il loro metodo potrebbe essere utilizzato per osservare le interazioni del DNA con ioni metallici utilizzando l'elettroforesi su gel, una tecnica di routine disponibile nella maggior parte dei laboratori di chimica e biochimica.

Ciò fornisce un'alternativa ad altri metodi di studio delle interazioni del DNA, meno sensibili o che richiedono attrezzature costose. Il DNA ha una struttura a doppia elica formata da due filamenti di molecole accoppiate, o basi. I ricercatori hanno creato i loro amplificatori da due singoli filamenti di DNA sintetizzato, uno con 45 basi e uno con 30, quindi uno è più lungo dell'altro. Le basi dei due fili si accoppiano in modo che le estremità del filo più lungo si pieghino verso il centro del filo più corto per formare una costruzione circolare.

La flessione che risulta da questa costruzione sollecita i legami molecolari. Perché i legami sono stressati, gli effetti degli ioni metallici sono più facili da osservare. I ricercatori hanno testato i loro amplificatori utilizzando ioni di magnesio, che sono noti per avere un effetto stabilizzante sul DNA, e ioni d'argento, che sono noti per danneggiare il DNA.

Quando il DNA piegato è stato esposto a ioni magnesio, i ricercatori hanno potuto osservare che l'effetto stabilizzante degli ioni ha promosso il rilascio di energia nel DNA piegato, raddrizzandoli.

Quando i ricercatori hanno esposto il DNA piegato agli ioni d'argento, hanno osservato che la presenza di ioni argento influenzava la capacità delle basi del DNA di accoppiarsi, un effetto che era troppo piccolo per essere osservato su filamenti di DNA non piegati.

"Oltre agli ioni metallici, è probabile che i nostri amplificatori di DNA piegati possano essere usati per studiare le interazioni del DNA con altre sostanze chimiche, comprese molecole organiche e reagenti, " hanno detto i ricercatori nel documento. "In linea di principio, è persino possibile sviluppare il nostro metodo in una tecnica conveniente per lo screening dei farmaci mirati al DNA".