Biyokimyagerler, DNA Fonksiyonlarının Çalışmasını Işık Kullanarak Yönetti!
Biyokimyagerler, photocaging grupları DNA’ya taşımak için protein mühendisliğini kullanıyor.
Dünya üzerindeki yaşamın temel yapısı DNA (deoksiribonükleik asit) ‘dır. DNA fonksiyonları; bir canlı varlığın gelişimi, işlevini yerine getirmesi ve çoğalması için ihtiyaç duyduğu tüm genetik bilgileri saklar. Bu aslında her hücrede bulunan bir biyolojik kullanım talimatıdır.
Münster Üniversitesi’nden biyokimyagerler bu günlerde, DNA’nın biyolojik fonksiyonlarını ışık yardımıyla kontrol etmek için bir yol geliştirdi. Bu; araştırmacalara hücrede meydana gelen, örneğin DNA’daki temel kimyasal değişimin ve düzenleyicinin kolu olan epigenetik mekanizmaları için farklı prosesleri anlamaya ve o prosesleri kontrol etmelerine olanak sağlıyor.
Araştırma sonuçları, Angewandte Chemie Dergisi’nde yayınlandı.
Genel Bilgiler ve Metodoloji
Hücre fonksiyonları, özel moleküller olan enzimlere bağlıdır. Enzimler, hücre içindeki kimyasal reaksiyonları yürüten proteinlerdir. Bu proteinler; metabolik ürünleri sentezlemeye, DNA molekülünün kopyalanmasına, hücre aktivitesi için enerji dönüşümüne, DNA’yı epigenetik olarak değiştirmeye ve belirli moleküllerin bölünmesine yardımcı olur.
Münster Üniversitesi Biyokimya Enstitüsü’nden Prof. Andre Rentmeister tarafından öncülük edilen araştırma grubundaki bilim insanları, bu fonksiyonları daha iyi anlamak ve gözlemlemek için enzimatik kaskad reaksiyonu (reaksiyonlardan birinin ürünlerinin gelecek reaksiyonlarda yakıldığı kimyasal reaksiyon) kullandılar. Farklı enzimleri içeren art arda gelen reaksiyon adımları dizisi; ışık ışımasıyla taşınabilen kimyasal gruplar olarak bilinen photocaging grupları DNA’ya taşımaya olanak sağlıyor. Daha önceki çalışmalar sadece metil grupları değişikliği gibi küçük değişiklikleri içeren, molekülden ayrılan küçük grupların; DNA, RNA (ribonükleik asit) ya da proteinlere yüksek seçicilikle taşınabildiğini göstermiştir.
“Çalışmamızın neticesinde, molekülden ayrılan büyük atom gruplarını veya bahsedilen photocaging grupları gibi değişiklikleri taşımak şimdi mümkün,” diyor çalışmanın öncü yazarlarından biri ve Biyokimya Enstitüsü’nde doktora öğrencisi olan Nils Klöcker. Biyokimya Enstitüsü’nde yapısal biyoloji üzerine çalışan Prof. Daniel Kümmel ile birlikte çalışmak, moleküler düzeyde değişen aktivitenin temelini açıklamaya olanak sağladı.
Münster araştırmacıları, 2018’de Nobel Ödülü kazanan metot olan ve protein mühendisliği olarak adlandırılan yöntemi kullanarak kaskad içinde bir enzim tasarladılar ve bu, ışık aracılığıyla DNA fonksiyonlarını çalıştırıp durdurmayı mümkün kıldı. Enzimlerin substrat spektrumunu genişletmek protein tasarımı sayesinde mümkündü. Bu çalışmada, araştırmacılar metiyonin adenozil transferaz (MAT) enzimlerini inceledi.
Andrea Rentmeister : “Bu MAT enzimlerini diğer enzimlerle birleştirmek gelecekteki hücre çalışmaları için var olan büyük bir imkandır. Bu; epigenetik çalışmalarda diğer enzimler için yerinde üretilen, doğal olmayan maddelerin uygulanması için önemli bir adımdır,” dedi.
Kaynak : scitechdaily.com
