В середине XX века англичанин Френсис Крик и американец Джеймс Уотсон открыли структуру ДНК и описали её как дублированную спираль. Звенья в этой длинной и сложной молекуле – это нуклеотиды, отличающиеся друг от друга по азотистому основанию: Аденин, Тимин, Гуанин и Цитозин. В формулах ДНК их обозначают по первой букве. Выстроенные друг за другом нуклеотиды формируют цепь ДНК. Вторая цепь в паре не идентична первой, а сопоставима по определённому правилу. Аденин связывается с Тимином, Гуанин – с Цитозином.
Это и есть основа принципа комплементарности. ДНК-узор считывают другие молекулы и запускают формирование самых разных свойств организма: от цвета глаз до интеллекта. Этот механизм лёг в основу наших представлений о передаче наследственной информации с помощью ДНК. Ученые были уверены, что двойная спираль и есть главный ключ к генам. Но в "клеточном бульоне" ещё "варится" большое количество коротких цепочек ДНК. Малая цепь тоже управляет работой гена. Однако, раньше думали, что это происходит только, если они комплементарны.
Никитин в своих экспериментах впервые показал, что даже если мы берем максимально непохожую цепочку ДНК, она может через взаимодействие с другими короткими цепочками влиять на работу гена.
Руководитель направления "Нанобиомедицина" Университета "Сириус", заведующий лабораторией нанобиотехнологий МФТИ Максим Никитин рассказал: "То явление, которое я открыл, как раз показывает, что, если мы берем большой пул малых цепей ДНК, между которыми нет таких четких, стопроцентно комплементарных взаимодействий, т.е. когда они все разные и не единственным образом однозначно соответствуют друг другу, то такие ДНК имеют возможность хранить в своём ансамбле очень большое количество информации и передавать её".
Новый фундаментальный механизм может стать ключом к пониманию самых разнообразных процессов: от причин возникновения рака, старения организма до вопросов происхождения жизни на Земле и эволюции. Кроме этого, полученные знания дадут толчок развитию генной терапии, а также смогут повысить безопасность ДНК и РНК-вакцин. Поскольку станет проще выявлять и, соответственно, подавлять побочные реакции на препараты во время лечения.
Впереди – непочатый край работы с новыми знаниями.
