Puxar o DNA com força suficiente pode fazer com que ele se desdobre, dobrando seu comprimento total. Este novo estado do DNA é anunciado hoje por pesquisadores da Eindhoven University of Technology (TU / e) e da Vrije Universiteit Amsterdam (VU). Seu modelo teórico previu a existência deste estado único, que eles apelidaram de "DNA hiperestendido" pelo fato de ser mais extenso do que qualquer forma de DNA vista antes. Um elegante experimento de microscopia confirmou essa previsão. O trabalho deles aparece hoje no jornal Nature Communications .

O DNA pode ser esticado como um elástico. Dentro do núcleo, as longas hélices duplas geralmente estão amarrotadas. Quando a informação genética precisa ser lida, Contudo, essas moléculas de DNA precisam ser deformadas e abertas, para permitir o acesso aos pares de bases individuais. A data, pensava-se que o DNA só poderia ser estendido por um máximo de 1,7 vezes seu comprimento normal. Curiosamente, ninguém tinha investigado como poderia, possivelmente, ser esticado ainda mais.

Um modelo teórico primeiro trouxe essa possibilidade à atenção dos pesquisadores da TU Eindhoven. Como então estudante de graduação, Koen Schakenraad (que ganhou o Prêmio Lorentz de melhor projeto de graduação em física teórica e agora está cursando o Ph.D. em Leiden) queria descrever as medidas VU anteriores de alongamento de DNA. "Conseguimos fazer isso, mas, para nossa surpresa, nosso modelo também previu outro, forma bastante desconhecida de DNA, um total de duas vezes mais do que o normal, "diz Paul van der Schoot, um dos pesquisadores da TU / e.

Mãos e olhos microscópicos

Seus colegas baseados na VU de Amsterdã procuraram este novo estado, na esperança de confirmá-lo em experimentos usando uma combinação de microscopia de força e fluorescência. "É como ter mãos e olhos microscópicos, "diz Iddo Heller, um dos pesquisadores da VU Amsterdam. "Você puxa uma única molécula de DNA, e você vê imediatamente o que está acontecendo. "Ao literalmente iluminar o DNA, eles foram capazes de mostrar que o novo estado realmente existe.

As evidências trazidas à luz

"Para esticar o DNA, usamos moléculas fluorescentes chamadas intercaladores que se conectam ao DNA entre os pares de bases, "explica Heller." Essas moléculas se iluminam no microscópio. Então, no estado normal do DNA sem intercaladores, a imagem está escura. Quanto mais o DNA se estende, e quanto mais intercaladores se tornam apegados, mais a imagem se ilumina. No fim, uma duplicação da intensidade da luz forneceu a evidência para o novo estado que estávamos procurando. "

Não se sabe se o DNA de comprimento duplo está realmente presente na célula. "Mas a descoberta pode ser capaz de fornecer mais clareza sobre como o DNA realmente se estende no núcleo da célula - muitas questões ainda permanecem sobre isso, "diz Van der Schoot. Os resultados também podem ser relevantes para o campo relativamente novo do" origami de DNA, "" onde os pesquisadores 'mexem' com o DNA com base em suas propriedades mecânicas, por exemplo, para fazer novos materiais, "diz Heller.

Van der Schoot acredita que esta descoberta mais uma vez destaca a importância da pesquisa fundamental. "Quase toda pesquisa aplicada tem um componente fundamental. Nesse caso, foi a teoria que motivou essa descoberta." Heller fala de "uma das colaborações mais agradáveis ​​entre físicos teóricos e experimentais. Ela completa o círculo, "ele diz." Tudo começou com uma observação, que foi seguido por uma teoria. Essa teoria fez previsões que pudemos posteriormente confirmar por meio de uma observação. "