ДНК кодирует информацию для производства белков — ключевого элемента всех жизненных процессов. Молекулы ДНК состоят из двух взаимодополняющих цепочек, закрученных одна вокруг другой в виде спирали. Когда клетка хочет создать белок, цепочки должны быть отделены, или «расплавлены». Лишь затем происходит процесс транскрипции. Это «плавление» характерно для всех живых существ, но ученые до сих пор не знали в точности, как происходит этот процесс.

Чтобы буквально своими глазами увидеть происходящее в ДНК во время «плавления», авторы исследования применили технологию криоэлектронной микроскопии. В качестве объекта наблюдения они выбрали РНК-полимеразу, которая захватывает и разрывает на части ДНК, прежде чем прочитать последовательность в расплавленной цепочке ДНК и создать молекулу РНК. Именно ее используют как шаблон для создания белка, рассказывает Phys.org.

Выяснилось, что молекула РНК-полимеразы значительно меняет свою форму, когда цепляется за ДНК. Эта трансформация позволяет ей хватать и «плавить» ДНК одновременно.

Раньше ученые не были уверены, в какой последовательности происходят эти два процесса. Наблюдение показало, что они составляют единое целое.

По мнению руководителя проекта профессора Сяодуна Чжаня, открытие поможет созданию более эффективных антибиотиков.

«Производство белков может нарушаться при таких болезнях, как рак, и эти результаты помогут нам лучше понять, как это происходит. Также они могут оказаться полезными для технологий генного редактирования, таких как CRISPR, которые позволяют вставлять или удалять гены — и также требуют таргетированного плавления генов», — говорит профессор Мартин Бак, соавтор исследования.

Американские ученые недавно представили более простой и эффективный способ синтезирования ДНК. Он основан на синтезирующих ДНК ферментах и обладает повышенной точностью. С его помощью можно создать универсальный ДНК-принтер для лабораторий.