دانشمندان کد مکانیکی DNA را رمزگشایی کردند

یک تیم بین‌المللی از محققان به رهبری دانشگاه دورهام بریتانیا، راه‌هایی را کشف کرده‌اند که با رمزگشایی کد مکانیکی DNA، اطلاعات بیولوژیکی را در یک توالی DNA رمزگذاری می‌کند.

به گزارش تکناک، این تیم از تکنیک توالی‌یابی DNA به نام loop-seq استفاده کردند تا نشان دهند که توالی خاصی از بازها در امتداد بخشی از DNA، خمش‌پذیری موضعی مولکول را تعیین می‌کند.

آنها از طریق اندازه گیری های متعدد،همراه باتجزیه و تحلیل محاسباتی و یادگیری ماشین،یک کد مکانیکی تعیین کردند که این کد مکانیکی یعنی نقشه برداری بین توالی محلی و تغییر شکل DNA.

علاوه بر این، محققان متوجه شدند که کد مکانیکی DNA را می توان با “متیلاسیون” تغییر داد، که یک اصلاح شیمیایی شناخته شده است که بازهای DNA به طور معمول در مراحل مختلف رشد ارگانیسم تحت آن قرار می گیرند.متیلاسیون نابجا با چندین سرطان مرتبط است.

این کشف متیلاسیون کد مکانیکی DNA را تغییر می‌دهد و این احتمال را ارائه می‌دهد که برنامه‌های توسعه بیولوژیکی یا بیماری‌هایی مانند سرطان می‌توانند با تغییر اطلاعات کدگذاری شده از طریق کد مکانیکی، بخشی از اثرات خود را بر سلول‌ها به دست می آورند.

این تحقیق به همراه همکارانی از دانشگاه جان هاپکینز، ایالات متحده، موسسه علم و فناوری بارسلون، اسپانیا، و دانشگاه بارسلون، اسپانیا انجام شد.این تحقیق در مجله Nature Structural & Molecular Biology منتشر شده است.

نویسنده اصلی این مطالعه،دکتر آکاش باسو از دانشگاه دورهام، گفت: DNA کتابی است حاوی دستورالعمل هایی که سلول ها برای بقا به آن نیاز دارند.اما این کتاب یک نوع بسیار خاص است، که در آن توانایی شما برای ورق زدن، ترمیم پارگی صفحه، یا تا کردن یک صفحه، به کلمات نوشته شده در صفحه بستگی دارد.این مسئله  به این دلیل است که در کتاب DNA، این کلمات به نوعی خواص مکانیکی کاغذ را نیز کنترل می کنند.

محققان اشاره می کنند که به خوبی مشخص شده است که خواندن،کپی کردن، بسته بندی و ترمیم اطلاعات ژنتیکی ذخیره شده در توالی پایگاه ها (As، Ts، Gs، و Cs) در امتداد DNA به طور معمول شامل فرآیندهایی است که به تغییر شکل مکانیکی محلی DNA نیاز دارد.

محققان شواهدی را ارائه می‌کنند که نشان می‌دهد در موجودات مختلف از پستانداران گرفته تا باکتری‌ها، طبیعت و تکامل از کد مکانیکی برای کنترل محلی تغییر شکل‌پذیری DNA و در نتیجه کنترل فرآیندهای زیست‌شناختی حیاتی که به تحریف‌های مکانیکی DNA نیاز دارند، استفاده کرده‌اند.

محققان انتظار دارند که این دانش بتواند پیشرفت های درمانی و مهندسی زیستی آینده را هدایت کند.