לדברי חוקרים מאוניברסיטת אילינוי, כלים טובים יותר לשם ניסויים מעבדתיים בד.נ.א. יוכלו להיות אפשריים בקרוב בזכות גילויו של חומר חדש – דה-אוקסי-ריבוזים (ד.נ.א. קטליטי) – המסוגל לבקע ד.נ.א. חד-גדילי.
לדברי חוקרים מאוניברסיטת אילינוי, כלים טובים יותר לשם ניסויים מעבדתיים בד.נ.א. יוכלו להיות אפשריים בקרוב בזכות גילויו של חומר חדש – דה-אוקסי-ריבוזים (ד.נ.א. קטליטי) – המסוגל לבקע ד.נ.א. חד-גדילי. החומר החדש מבצע את ביקוע הד.נ.א. תוך כדי בררנות רצף ובררנות מיקום, שתי תכונות הנדרשות עבור זירוז מעשי, מציינים החוקרים.
“המחקר שלנו מצביע על כך שלחומר יש יכולת מרובה לשמש כמגיב-ביקוע בררני של ד.נ.א.,” אמר הכימאי החוקר, פרופסור Scott Silverman. “התקווה שלנו היא כי נוכל להשתמש בהתקדמות בסיסית זאת בכדי לפתח את היכולת להשתמש בד.נ.א. כזרז מעשי לשם ביקוע ד.נ.א. דו-גדילי.” ממצאי המחקר התקבלו לפרסום בכתב-העת המדעי Nature Chemical Biology.
החוקרים גילו את החומר החדש בעודם תרים אחר רצפי-ד.נ.א. מלאכותיים שיוכלו לפרק חלבונים. הזרזים החדשים שהתגלו פועלים באורח הדומה לאנזימי הגבלה (אנזימי רסטריקציה, Restriction enzymes) – אנזימים המסוגלים לחתוך קטעי DNA באזורים מסוימים מאוד – למרות שהם מבצעים זאת רק על ד.נ.א. חד-גדילי. אנזימי הגבלה, המאפשרים למדענים לחתוך ולהדביק מקטעים של ד.נ.א. דו-גדילי, הינם הזרזים הבסיסיים ביותר בביולוגיה מולקולארית.
אולם, לכל אנזים הגבלה יש מספר מוגדר של רצפי-ד.נ.א. שהוא מסוגל לחתוך. כתוצאה מכך, ניתן לחתוך רק אחוזים אחדים מתוך רצפי-ד.נ.א. שרירותיים באמצעות אנזימי ההגבלה הזמינים מסחרית.
בדומה לאנזימי הגבלה טבעיים, גם הזרזים החדשים הינם מוכווני-רצף ומוכווני-אתר. “כלומר – אנו מסוגלים לכוון את החיתוך לרצף מסוים ונדע מראש כי החיתוך יתבצע במיקום מסוים וייחודי בתוך רצף זה,” מסביר החוקר הראשי. “באמצעות בחירה מושכלת של אזורי ההכרה והפעילות של הזרז, נוכל לחתוך רצפי-ד.נ.א. רבים יותר מהמספר האפשרי כיום עם אנזימי ההגבלה המוכרים לנו.”
זרזי הד.נ.א. החדשים דורשים שני יוני מתכת – מנגן ואבץ – לשם ביצוע פעילותם הקטליטית. “עובדה זו מעניינת ביותר מכיוון שחומרים טבעיים אחרים מבוססי-חלבונים המבקעים ד.נ.א., גם הם דורשים לפעילותם התקינה שני יוני מתכת,” מציין החוקר. “אנו מניחים כי אחד או אפילו שני יוני המתכת מעורבים במנגנון הכימי שבאמצעותו מצליח הזרז החדש שלנו לבצע הידרוליזה של שלד הד.נ.א.”
הידרוליזת ד.נ.א. הינה תגובה כימית מאתגרת ביותר והיא הרבה יותר מורכבת מהביקוע של גדיל ר.נ.א., מציין החוקר הראשי. בביקוע ד.נ.א. חובה שפרודת מים תהיה נוכחת בקרבת מקום כדי שהתגובה תצא אל הפועל. בנוסף, הן הד.נ.א. והן הזרז חייבים להיות ממוקמים באופן מסוים יחסית זה לזה במרחב התלת-מימדי. עדיין לא ברור כיצד פעולות אלו מתרחשות עבור הזרז החדש. קבוצת המדענים ממשיכה לחקור את המבנה והמנגנון של הזרזים החדשים, וכן מאתרת ומאפיינת זרזים בעלי איזורי-הכרה שונים ומגוונים נוספים.
