Kan vi leve lenger? Fysiker gjør funn om telomerer

Ved hjelp av fysikk og en liten magnet har forskere oppdaget en ny struktur av telomert DNA. Telomerer blir noen ganger sett på som nøkkelen til å leve lenger. De beskytter gener mot skade, men blir litt kortere hver gang en celle deler seg. Hvis de blir for korte, dør cellen. Den nye oppdagelsen vil hjelpe oss å forstå aldring og sykdom.

Fysikk er ikke den første vitenskapelige disiplinen som dukker opp ved omtale av DNA. Men John van Noort fra Leiden Institute of Physics (LION) er en av forskerne som fant den nye DNA-strukturen. En biofysiker, han bruker metoder fra fysikk for biologiske eksperimenter. Dette fanget også oppmerksomheten til biologer fra Nanyan Technological University i Singapore. De ba ham hjelpe til med å studere DNA-strukturen til telomerer. De har publisert resultatene i Natur.

Perlestreng

I hver celle i kroppen vår er det kromosomer som bærer gener som bestemmer egenskapene våre (hvordan vi ser ut, for eksempel). I endene av disse kromosomene er telomerer, som beskytter kromosomer fra skade. De er litt som aglets, plasttuppene på enden av en skolisse.

DNAet mellom telomerene er to meter langt, så det må brettes for å passe inn i en celle. Dette oppnås ved å pakke DNA-et viklet rundt pakker med proteiner; sammen kalles DNA og proteiner et nukleosom. Disse er ordnet i noe som ligner på en perlestreng, med et nukleosom, et stykke fritt (eller ubundet) DNA, et nukleosom og så videre.

Denne perlestrengen bretter seg enda mer opp. Hvordan det gjør det avhenger av lengden på DNAet mellom nukleosomene, perlene på strengen. To strukturer som oppstår etter folding var allerede kjent. I en av dem henger to tilstøtende perler sammen og fritt DNA henger mellom (fig. 2A). Hvis DNA-stykket mellom perlene er kortere, klarer ikke de tilstøtende perlene å henge sammen. Deretter dannes to stabler ved siden av hverandre (fig. 2B).

I sin studie fant Van Noort og kollegene en annen telomerstruktur. Her er nukleosomene mye tettere sammen, så det er ikke lenger noe fritt DNA mellom kulene. Dette skaper til slutt én stor helix, eller spiral, av DNA (fig. 2C).

Den nye strukturen ble oppdaget med en kombinasjon av elektronmikroskopi og molekylær kraftspektroskopi. Sistnevnte teknikk kommer fra Van Noorts laboratorium. Her er den ene enden av DNA-et festet til et glassglass og en liten magnetisk kule festet til den andre. Et sett med sterke magneter over denne ballen trekker deretter perlestrengen fra hverandre. Ved å måle mengden kraft som trengs for å trekke perlene fra hverandre en etter en, finner du ut mer om hvordan strengen brettes. Forskerne i Singapore brukte da en elektronmikroskop for å få et bedre bilde av strukturen.

Struktur, sier Van Noort, er «molekylærbiologiens hellige gral». Hvis vi kjenner strukturen til molekylene, vil dette gi oss mer innsikt i hvordan gener slås av og på og hvordan enzymer i cellene håndterer telomerer: hvordan de reparerer og kopierer for eksempel DNA. Oppdagelsen av den nye telomere strukturen vil forbedre vår forståelse av byggesteinene i kroppen. Og det vil i sin tur hjelpe oss til å studere aldring og sykdommer som kreft og utvikle medisiner for å bekjempe dem.

---

---