Nανο-σφαιρίδια όμοια με μπάλες ποδοσφαίρου ελέγχουν τα γονίδια

Διεθνής επιστημονική ομάδα ανακάλυψε ότι τα γονίδια ελέγχονται από «νανο-σφαιρίδια», δομές που μοιάζουν πολύ με τις μπάλες ποδοσφαίρου, αλλα 10 εκατομμύρια μικρότερες από μια κανονική μπάλα, σύμφωνα με στοιχεία που δημοσίευσαν στο eLife.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης συνεργάστηκαν με ειδικούς από το Πανεπιστήμιο του Γκέτεμποργκ και το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Τσαλμερς της Σουηδίας, τοποθετώντας μικροσκοπικούς λαμπιρίζοντες καθετήρες σε παράγοντες μεταγραφής (ειδικές χημικές ουσίες εντός των κυττάρων που ελέγχουν αν το γονίδο είναι ενεργοποιημένο ή απενεργοποιημένο) κατάφεραν να μάθουν περισσότερα για τον τρόπο που ελέγχονται τα γονίδια.

Ανακάλυψαν, λοιπόν, ότι οι παράγοντες μεταγραφής λειτουργούν όχι σαν μεμονωμένα μόρια, όπως πίστευαν οι επιστήμονες μέχρι σήμερα, αλλά ως σφαιρική δέσμη περίπου επτά έως δέκα μορίων με διάμετρο σχεδόν 30 νανομέτρων.

Η ανακάλυψη αυτών των νανο-σφαιριδίων δεν βοηθά απλώς τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τους βασικούς τρόπους λειτουργίας των γονιδίων, αλλά παρέχουν και σημαντικά στοιχεία για τις διάφορες παθήσεις που σχετίζονται με γενετικές διαταραχές, περιλαμβανομένου και του καρκίνου.

Η ανακάλυψη κατέστη εφικτή χάρη σε μικροσκόπιο τελευταίας γενιάς που έδωσε τη δυνατότητα στους επιστήμονες να παρατηρήσουν τα νανο-σφαιρίδια σε πραγματικό χρόνο με τη χρήση ιδίου τύπου κυττάρων μαγιάς με αυτή του ψωμιού και της μπίρας.

«Η ικανότητά μας να κοιτάξουμε εντός ζωντανών κυττάρων, σε επίπεδο μορίου, είναι συναρπαστική. Δεν είχαμε ιδέα ότι θα ανακαλύψουμε ότι οι παράγοντες μεταγραφής λειτουργούν μ’ αυτόν τον ομαδοποιημένο τρόπο. Μέχρι σήμερα οι επιστημονικές μας γνώσεις έδειχναν ότι μεμονωμένα μόρια ενεργοποιούσαν ή απενεργοποιούσαν τα γονίδια, και όχι αυτές οι «τρελές» νανο-μπάλες που εντοπίσαμε», σχολιάζει ο καθηγητής Μαρκ Λικ, πρόεδρος Βιολογικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης και επικεφαλής της μελέτης.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η διαδικασία ομαδοποίησης οφείλεται σε μια ευφυή στρατηγική του κυττάρου να επιτρέπει στους παράγοντες μεταγραφής να φτάνουν στο γονίδιο-στόχο όσο πιο γρήγορα γίνεται.

«Διαπιστώσαμε ότι το μέγεθος των νανο-σφαιριδίων είναι αξιοσημείωτα όμοιο με αυτό των κενών ανάμεσα στο DNA όταν αυτό στριμώχνεται για να χωρέσει μέσα στο κύτταρο. Καθώς το DNA εντός του πυρήνα του κυττάρου στριμώχνεται για να χωρέσει δημιουργούνται μικρά κενά μεταξύ των ξεχωριστών κλώνων του DNA τα οποία μοιάζουν πολύ με το πλέγμα που σχηματίζει το δίχτυ ψαρέματος. Το μέγεθος του πλέγματος αυτού είναι πολύ κοντά σε αυτό των νανο-σφαιριδίων που εντοπίσαμε. Αυτό σημαίνει ότι τα νανο-σφαιρίδια μπορούν να κυλήσουν κατά μήκος των τμημάτων του DNA και να μεταπηδήσουν σε ένα γειτονικό τμήμα. Έτσι βρίσκουν ταχύτερα το εξειδικευμένο γονίδιο που πρέπει να ελέγξουν. Με απλά λόγια, τα κύτταρα μπορούν να ανταποκριθούν τάχιστα στα εξωτερικά σήματα, δίνοντας έτσι ένα τεράστιο πλεονέκτημα στην μάχη για την επιβίωση», συμπληρώνει ο ερευνητής.

Αξίζει να σημειωθεί ότι, η διαδικασία ελέγχου των γονιδίων που είναι ενεργά ή ανενεργά σε μια δεδομένη χρονική στιγμή είναι ζωτική για κάθε έμβιο ον. Όταν κάτι πάει λάθος προκύπτουν σοβαρά προβλήματα υγείας, όπως ο καρκίνος όπου τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται ανεξέλεγκτα.

Η νέα μελέτη θα δώσει νέα στοιχεία για πολλές παθήσεις που επηρεάζουν τον άνθρωπο και προκύπτουν λόγω γενετικών διαταραχών. Επόμενο βήμα των επιστημόνων είναι να επεκτείνουν την έρευνα τους σε πιο περίπλοκους τύπους κυττάρων από αυτούς της μαγιάς και τελικά να καταφέρουν να μελετήσουν ανθρώπινα κύτταρα.

Μαίρη Μπιμπή

health.in.gr