Все новости

Ученые выяснили, какая среда наиболее благоприятна для хранения образцов ДНК

Ключевым показателем исследователи считают концентрацию ионов калия

ТАСС, 15 ноября. Ученые выяснили, что молекулы ДНК эффективнее всего хранить в среде с преобладанием ионов калия. Они лучше всего стабилизируют цепочки нуклеотидов. Благодаря результату этого исследования можно будет ускорить разработку лекарств от рака, пишет пресс-служба МФТИ. Описание работы опубликовал Journal of Chemical Theory and Computation.

К такому выводу ученые из России и США пришли при анализе работы компьютерных моделей, которые просчитывают взаимодействия между нитями ДНК, молекулами воды и присутствующими в них ионами.

Дело в том, что стабильность цепочек ДНК зависит не только от активности различных ферментов, поддерживающих целостность генома человека, но и от среды, в которой находятся их молекулы. Это связано с тем, что положительно и отрицательно заряженные регионы нити ДНК постоянно взаимодействуют с окружающими ионами, что влияет на стабильность двойной спирали.

За последние годы ученые создали несколько компьютерных моделей, которые теоретически могут просчитывать подобные взаимодействия, однако точность их работы детально не проверялась. Авторы нового исследования использовали недавно полученные экспериментальные данные по взаимодействиям молекул ДНК и воды, а также ионов калия и натрия, для проведения одной из первых проверок точности подобных расчетов.

Для этого ученые выбрали три самых популярных компьютерных модели, описывающих взаимодействия ДНК и окружающей среды, и просчитали при их помощи, как были распределены ионы калия и натрия вокруг цепочек нуклеотидов. Эти расчеты показали, что точность работы компьютерных моделей сильно зависела от того, какие ионы преобладали в воде.

К примеру, при избытке натрия лучше всего себя проявляла модель OPC, тогда как при наличии больших количеств калия лучше проявила себя система расчетов SPC/E. Эту особенность моделей, как отмечают Колесников и его коллеги, следует учитывать при просчете поведения ДНК в разных экспериментальных средах при разработке различных лекарств и терапий.

В дополнение к этому, эти же расчеты показали, что ионы калия активнее связывались с молекулами ДНК, чем натрий, и при этом их появление в окрестностях цепочек нуклеотидов вело к повышению стабильности двойной спирали. Это говорит в пользу того, что образцы ДНК следует хранить в среде с избытком ионов калия, а не натрия, считают исследователи.