Воздействие ультрафиолетового света повреждает геном человека и может приводить к развитию рака кожи. Впервые исследователи из старейшего высшего учебного заведения Германии – Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology) продемонстрировали, что повреждение ДНК может происходить на расстоянии от места воздействия излучения. Они синтезировали последовательность ДНК и обнаружили ее повреждение на расстоянии 30 строительных блоков от места воздействия светового излучения. «До сих пор мы думали, что световая энергия не может передаваться так далеко в последовательности ДНК и вызывать там повреждения», – говорит профессор, доктор Ханс-Ахим Вагенкнехт из Института органической химии. Результаты исследований представлены в журнале Angewandte Chemie и оцениваются как чрезвычайно важные.
Для исследования использовалась синтетическая молекула ДНК заданной модификации. В определенных точках этого короткого участка гена исследователи встраивали молекулу ксантона в качестве фотоэнергетического инжектора. Чтобы определить участок, где ультрафиолетовое излучение от светодиодов должно вызвать повреждение, ученые встроили в последовательность несколько пар тимина на определенных расстояниях от этого светового инжектора. Тимин – один из четырех азотистых оснований нуклеотидов и, следовательно, один из основных строительных блоков ДНК. Наиболее частые повреждения ДНК, вызванные действием света, происходят в результате связывания соседних тиминов: благодаря энергии света они образуют твердые соединения циклобутан-пиримидиновых димеров (ЦПД, CPD). Определив участок формирования CPD, команда смогла доказать миграцию фотоэнергии на расстояние 30 строительных блоков ДНК (около 10,5 нанометра). «Этот удивительно большой диапазон имеет решающее значение для понимания процесса фотоповреждения ДНК», – говорит д-р Вагенкнехт. Повреждение CPD считается молекулярной причиной инициации развития рака кожи, потому что генетическая информация больше не может быть прочитана правильно или даже просто прочитана.
Вопрос о том, как далеко может мигрировать энергия, все еще остается открытым. Прежде всего, ученые хотели выяснить, где развивается фотоповреждение. Другим важным аспектом является то, что ксантоны, искусственно ОТКРЫТИЯ, КОТОРЫЕ ИЗМЕНЯТ МИР К ЛУЧШЕМУ 25 E-mail: krasota-prof@yandex.ru CЫРЬЕ И УПАКОВКА +7 (499) 340-36-22 № 08 (230) IT’S INTERESTING TO KNOW ЭТО ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ. введенные в ДНК в качестве световых инжекторов, могут содержаться во многих распространенных веществах, таких как антибиотики, и повышать светочувствительность кожи после приема внутрь.
Источник Arthur Kuhlmann, Larissa Bihr, Hans-Achim Wagenknecht. How Far Does Energy Migrate in DNA and Cause Damage? Evidence for Long-Range Photodamage to DNA. Angewandte Chemie International Edition, 2020; DOI: 10.1002/ anie.202009216