Natuurkundigen van de Universiteit van Arkansas hebben een eenvoudige, kosteneffectieve methode om de effecten van chemicaliën op DNA te bestuderen, die de ontwikkeling en het testen van levensreddende behandelingen kunnen verbeteren.

Jack Freeland, een honoursstudent natuurkunde in zijn eerste jaar, werkte met Yong Wang, assistent-professor natuurkunde, en Prabhat Khadaka, een postdoctorale fellow, om gebogen DNA-strengen te maken met behulp van een techniek die is ontwikkeld door Wang en collega's van de University of California Los Angeles, waar Wang een doctoraatsstudent was.

Door DNA-strengen te buigen, de onderzoekers kunnen de effecten van chemische interacties versterken, zodat de effecten beter waarneembaar zijn. hun studie, die het concept demonstreerde met behulp van magnesium- en zilverionen, werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling E , en de onderzoekers hebben patent aangevraagd op hun methode.

In de studie, de onderzoekers toonden aan dat hun methode kan worden gebruikt om interacties van DNA met metaalionen te observeren met behulp van gelelektroforese, een routinetechniek die beschikbaar is in de meeste chemie- en biochemielaboratoria.

Dit biedt een alternatief voor andere methoden om DNA-interacties te bestuderen, die minder gevoelig zijn of dure apparatuur vereisen. DNA heeft een dubbele helixstructuur die is gevormd uit twee strengen gepaarde moleculen, of basen. De onderzoekers maakten hun versterkers van twee enkele strengen gesynthetiseerd DNA, een met 45 basen en een met 30, dus de een is langer dan de ander. De bases van de twee strengen vormen een paar zodat de uiteinden van de langere streng naar het midden van de kortere streng buigen om een ​​cirkelvormige constructie te vormen.

De buiging die het gevolg is van deze constructie legt druk op de moleculaire bindingen. Omdat de bindingen onder spanning staan, de effecten van de metaalionen zijn gemakkelijker waar te nemen. De onderzoekers testten hun versterkers met magnesiumionen, waarvan bekend is dat ze een stabiliserend effect hebben op DNA, en zilverionen, waarvan bekend is dat ze DNA beschadigen.

Toen het gebogen DNA werd blootgesteld aan magnesiumionen, konden de onderzoekers waarnemen dat het stabiliserende effect van de ionen het vrijkomen van energie in het gebogen DNA bevorderde, ze rechttrekken.

Toen de onderzoekers het gebogen DNA blootstelden aan zilverionen, ze merkten op dat de aanwezigheid van zilverionen het vermogen van de DNA-basen om te paren beïnvloedde, een effect dat te klein was om te worden waargenomen op niet-gebogen DNA-strengen.

"Naast metaalionen, het is waarschijnlijk dat onze gebogen DNA-versterkers kunnen worden gebruikt om de interacties van DNA met andere chemicaliën te onderzoeken, inclusief organische moleculen en reagentia, " zeiden de onderzoekers in de krant. "In principe, het is zelfs mogelijk om onze methode te ontwikkelen tot een handige techniek voor het screenen van DNA-targeting drugs."