کشف شگفت انگیز دانشمندان فیزیک برای افزایش طول عمر

فرارو- محققان ساختار جدیدی از DNA تلومری را با کمک فیزیک و یک آهنربای کوچک کشف کردند. بسیاری از دانشمندان تلومر‌ها را کلیدی برای زندگی طولانی‌تر می‌دانند. آن‌ها از ژن‌ها در برابر آسیب محافظت می‌کنند، اما هر بار که یک سلول تقسیم می‌شود کمی کوتاه‌تر می‌شوند و اگر خیلی کوتاه شوند، سلول می‌میرد. دانشمندان می‌گویند این کشف موفقیت آمیز به ما در درک پیری و بیماری کمک می‌کند.

به گزارش فرارو به نقل از rahnamato، وقتی نام DNA را می‌شنوید، فیزیک معمولاً اولین رشته علمی نیست که به ذهنتان خطور می‌کند. با این حال، جان ون نورت از موسسه فیزیک لیدن (LION) در هلند، یکی از دانشمندانی است که این ساختار جدید DNA را پیدا کرده است. او به عنوان یک بیوفیزیکدان از روش‌های فیزیک برای آزمایش‌های بیولوژیکی استفاده می‌کند.

این موضوع همچنین توجه زیست شناسان دانشگاه فناوری نانیان در سنگاپور را به خود جلب کرد و از او خواستند تا به مطالعه ساختار DNA تلومر‌ها کمک کند. هر سلول بدن ما حاوی کروموزوم‌هایی است که حامل ژن‌هایی هستند که ویژگی‌های ما را تعیین می‌کنند (مثلاً چه شکلی هستیم). در انتهای این کروموزوم‌ها تلومر‌ها قرار دارند که از کروموزوم‌ها در برابر آسیب محافظت می‌کنند. آن‌ها کمی شبیه به نوک‌های پلاستیکی انتهای بند کفش ما هستند.

از آنجایی که DNA بین تلومر‌ها طویل است، باید تا شود تا در یک سلول قرار گیرد. این امر با پیچاندن DNA در اطراف بسته‌های پروتئین به دست می‌آید. DNA و پروتئین‌ها با هم به عنوان نوکلئوزوم شناخته می‌شوند. این‌ها به شکلی شبیه به رشته‌ای از مهره ها، با یک نوکلئوزوم، یک تکه DNA آزاد (یا غیر متصل)، یک نوکلئوزوم و ... مرتب شده اند.

سپس این رشته مهره‌ها بیشتر تا می‌شود. نحوه انجام این کار به طول DNA بین نوکلئوزوم‌ها بستگی دارد. قبلاً دو ساختار که پس از تا شدن رخ می‌داد، شناخته شده بودند. اما ون نورت و همکارانش در مطالعه خود ساختار تلومر دیگری را کشف کردند. در اینجا نوکلئوزوم‌ها بسیار به هم نزدیک‌تر هستند، بنابراین دیگر هیچ DNA آزاد بین مهره‌ها وجود ندارد که در نهایت یک مارپیچ بزرگ از DNA ایجاد می‌کند.

ساختار جدید با استفاده از ترکیبی از میکروسکوپ الکترونی و طیف‌سنجی نیروی مولکولی کشف شد. در اینجا یک سر DNA به یک اسلاید شیشه‌ای وصل شده و یک توپ مغناطیسی کوچک به سر دیگر چسبیده شد.

مجموعه‌ای از آهنربا‌های قوی بالای این توپ قرار گرفت تا رشته‌ها را از هم جدا کند. با اندازه گیری مقدار نیروی مورد نیاز برای جدا کردن مهره ها، در مورد نحوه تا شدن رشته‌ها می‌توان اطلاعات بیشتری بدست آورد. سپس محققان سنگاپور از یک میکروسکوپ الکترونی برای دریافت تصویر بهتر از ساختار استفاده کردند.

ون نورت می‌گوید این ساختار «جام مقدس زیست‌شناسی مولکولی» است. اگر ساختار مولکول‌ها را بشناسیم، این به ما بینش بیشتری در مورد چگونگی روشن و خاموش شدن ژن‌ها و نحوه برخورد آنزیم‌ها در سلول‌ها با تلومر‌ها می‌دهد.

کشف ساختار تلومری جدید درک ما را از بلوک‌های ساختمانی در بدن را بهبود می‌بخشد و این به نوبه خود در نهایت به ما کمک می‌کند تا پیری و بیماری‌هایی مانند سرطان را بهتر درک کنیم و دارو‌هایی برای مبارزه با آن‌ها تولید کنیم. نتایج این مطالعه ۱۴ سپتامبر در مجله علمی Nature منتشر شده است.