DNA について言及されたときに最初に思い浮かぶ科学分野は物理学ではありません。しかし、科学者たちは発見しました
テロメアとは何ですか? なぜテロメアが長寿の鍵なのですか?
テロメアは染色体の末端です。これらは、他の染色体またはその断片と結合する能力を欠いているという事実によって特徴付けられます。本質的に、それらは保護機能を果たします。
それが長寿の鍵と考えられている理由です人生。遺伝子を損傷から保護しますが、細胞が分裂するたびにわずかに短くなります。短くなりすぎると細胞は死んでしまいます。この新しい発見は老化と病気を理解するのに役立ちます。
図 1: 細胞、染色体、テロメア。
クレジット: Fien Liflang/ライデン大学
テロメアはどのように機能しますか?
私たちの体のすべての細胞には染色体があり、遺伝子を運ぶもの。それらは、人の外見や特定の病気に対する感受性などの体の特徴を決定します。これらの染色体の端には、染色体を損傷から守るテロメアがあります。それらは、レースの端にあるプラスチックの先端であるエギレットをいくらか思い出させます。
テロメア間のDNAの長さは2メートルですが、したがって、ケージに収まるように丸める必要があります。これは、タンパク質の「パケット」の周りに DNA を巻き付けることによって実現されます。 DNA とタンパク質を合わせてヌクレオソームと呼びます。それらは、ヌクレオソーム、遊離 (または結合していない) DNA の断片、ヌクレオソームなどを備えたビーズのようなものに組織されています。
図 2: 3 つの異なる DNA 構造。
クレジット: Fien Liflang/ライデン大学
このビーズの紐をさらに折りたたんでいきます。 これがどのように起こるかは、ヌクレオソーム間の DNA、つまり紐上のビーズの長さに依存します。 折り畳み後に生じる 2 つの構造はすでに知られていました。 そのうちの 1 つでは、2 つの隣接するビーズがくっつき、DNA が遊離します。ビーズ間の DNA セグメントが短い場合、隣接するビーズがくっつく時間がありません。その後、2 つのスタックが隣り合って形成されます (図 2B)。
科学者たちは何をしましたか？
Van Noort らは研究の中で、異なるテロメア構造が見つかりました。 ここでは、ヌクレオソームが互いに非常に接近しているため、ビーズ間に遊離 DNA は存在しません。 これにより、最終的に 1 つの大きな DNA ヘリックス (ヘリックス) が作成されます (図 2C)。
新しい構造は助けを借りて発見されました電子顕微鏡と分子力分光法の組み合わせ。その中で、DNA の一方の端はスライドガラスに取り付けられ、もう一方の端には小さな磁気ビーズが取り付けられています。このボールの上にある強力な磁石のセットが、糸を「ビーズ」から分離します。 1 つの「ビーズ」を次々に引き離すのに必要な力を測定することで、糸がどのように折り畳まれるのかについてさらに詳しく知ることができます。次に、シンガポールの研究者らは電子顕微鏡を使用して、構造をより鮮明に把握しました。
新しい発見は何をもたらしますか？
科学者によれば、彼女は「聖杯」です分子生物学"。生物学者が分子の構造を知っていれば、遺伝子がどのようにオンになったりオフになったりするのかについて、より多くの情報が得られるでしょう。また、細胞内の酵素がどのようにテロメアと相互作用するか、たとえば、どのようにDNAを修復しコピーするかについても説明します。
新しいテロメア構造の発見により改善が期待される体の構成要素を理解する。そしてこれは、最終的には老化やがんなどの病気の研究、それらと戦うための薬の開発に役立つでしょう。
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