Bisher ungesehene Bilder zeigen Rolle von Ionen bei der Zusammenlagerung von DNA-Molekülen
Forscher der Universitäten Sheffield und York legten visuelle Belege dafür vor, wie positiv geladene Ionen DNA-Moleküle miteinander verbinden können. Das stützt eine vor über 20 Jahren aufgestellte Hypothese und verlangt weitere Prüfungen in lebenden Zellen.
Forscher der Universitäten Sheffield und York im Vereinigten Königreich haben einen visuellen Beleg vorgelegt, der zeigt, wie sich DNA-Moleküle trotz der Abstoßung ihrer elektrischen Ladungen dicht anordnen können.
Das Forscherteam zeigte, dass positiv geladene Ionen dazu beitragen könnten, DNA-Moleküle miteinander zu verbinden und in ihrer Nähe zu stabilisieren. Diese Beobachtungen stützen eine wissenschaftliche Hypothese, die vor mehr als 20 Jahren geäußert wurde, und könnten zum Verständnis der Organisation des Erbguts in Zellen sowie der Art und Weise beitragen, wie identische DNA-Abschnitte vor dem Austausch genetischer Informationen miteinander in Verbindung treten.
Die Forscher verwendeten ein hochauflösendes Mikroskop zur Untersuchung der DNA-Moleküle; die Bilder zeigten die Anlagerung zweier benachbarter Moleküle. Computersimulationen deuteten darauf hin, dass positiv geladene Ionen wie Nickel, Magnesium und Calcium als Vermittler wirken und die Moleküle zusammenhalten können.
Alice Payne, Biophysikerin an der Universität Sheffield, sagte: „Ionen helfen, eine Brücke zwischen den Molekülen zu bilden, die sie miteinander verbindet.“
Die Simulation ergab außerdem, dass die Art der Verbindung der Moleküle von der Basenfolge der DNA beeinflusst wird, und dass bestimmte Sequenzen, darunter eine kurze Sequenz namens GTAC, in Gegenwart von Nickelionen stabilere Bindungen fördern können.
Agnes Noy, Biophysikerin an der Universität York, erklärte: „Diese Bilder sind der erste visuelle Beleg für die Richtigkeit dieser Idee.“
Die Experimente wurden unter Laborbedingungen durchgeführt; deshalb betonen die Forscher die Notwendigkeit zu prüfen, ob derselbe Mechanismus auch in lebenden Zellen wirkt, wo Proteine und andere Moleküle die Organisation des Erbguts beeinflussen. Außerdem stellt die Studie keinen direkten Zusammenhang zwischen diesem Mechanismus und Krebs fest.
Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, die Art und Weise der DNA-Paketierung und -Organisation zu klären und einige Prozesse zu verstehen, die den Austausch genetischen Materials oder dessen Zusammenbau ermöglichen.
