Sie ist klein. Wirklich, wirklich, klein. Also, wenn wollen die Forscher untersuchen die Struktur einer single-stranded DNA, können Sie nicht ziehen Sie einfach Ihre Mikroskope: Sie haben, um kreativ zu werden.
In einer Studie, veröffentlicht in dieser Woche in Wissenschaftlichen Berichtendie Forscher von der japanischen Osaka University erläutern, wie Sie kam mit einem wirklich kleinen Lösung für die Herausforderung, Studium der Krebsmedikamente aufgenommen in einzelnen DNA-Stränge.
Fast die Hälfte von uns wahrscheinlich zu Krebs entwickeln an einem gewissen Punkt in unserem Leben, der Bedarf für neue und wirksame Behandlungen ist nie gewesen Kritischer. Und während die Forscher entwickeln ständig neue und verbesserte Therapien, um Krebszellen abzutöten, oder zumindest halt Ihre Replikation, ein eingeschränktes Verständnis von genau, wie diese Drogen arbeiten, kann manchmal machen es schwer, Voraus, andernfalls viel versprechende Behandlungen.
Eine solche Behandlung, trifluridine, ist ein Anti-Krebs-Medikament, das wird eingearbeitet in die DNA repliziert wird. Während ähnlich wie Thymin, eine der vier Basen, aus denen DNA, trifluridine nicht binden Thymin-partner Nukleotid Adenin. Dies destabilisiert das DNA-Molekül, wodurch aberrante Genexpression und letztendlich zum Zelltod.
Aber wo genau trifluridine wird integriert in die DNA bleibt ein Rätsel, denn es ist nicht zu unterscheiden von herkömmlichen DNA-Sequenzierung Methoden, erschwert die Bemühungen um vollständig zu verstehen, und die Technologie entwickeln.
Deshalb, das team an der Osaka University entwickelten ein DNA-Sequenzierung-Methode, konnte der Unterscheidung der Arzneimittel-Moleküle von der normalen Nukleotide in der kurzen DNA-Stränge. Mit mikroskopischen Sonden, die Wissenschaftler übergeben einen elektrischen Strom über eine Entfernung rund 65.000-mal kleiner als ein Sandkorn, — eine Lücke, gerade breit genug, um ein DNA-Strang.
„Mit dieser Einzel-Molekül Quanten-sequencing-Methode, die wir erfolgreich identifiziert die einzelnen Moleküle in der DNA basiert auf der unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit“, erklärt Erstautor Takahito Ohshiro. „Zum ersten mal konnten wir direkt erkennen, anticancer drug-Moleküle eingebaut in die DNA.“
Wichtig ist, die Leitfähigkeit von trifluridine geringer war als die der vier native Nukleotide, die auch angezeigt, abweichende Leitfähigkeit Werte, so dass es leicht unterschieden werden, die in der DNA-Sequenz. Basierend auf diesen Werten haben die Forscher erfolgreich sequenziert einzelne DNA-Stränge mit bis zu 21 Nukleotide, Ortung die exakte insertion sites von trifluridine.
„Jetzt haben wir die Möglichkeit, genau zu bestimmen, wo das Medikament aufgenommen wird, entwickeln wir ein besseres Verständnis der Mechanismen, die die DNA-Schäden“, sagt senior-Autor Masateru Taniguchi. „Wir erwarten, dass diese Technik unterstützen die schnelle Entwicklung von neuen und wirksameren Krebsmedikamenten.“