محققان یک تیم تحقیقات بین‌المللی دریافتند که چگونه می‌توان ماشین‌های مولکولی را بهتر کنترل کنند. آن‌ها چیزی شبیه به «دنده» را در این ماشین‌های نانویی پیدا کردند.
دانشمندان دنده معکوس کشیدن در ماشین‌های مولکولی را یاد گرفتند!
دانشمندان در دانشگاه صنعتی دلفت، وین و لوزان کشف کردند که ماشین‌های پروتئینی که DNA ما را شکل می دهند می توانند جهت را تغییر دهند. تا پیش از این، محققان معتقد بودند که این موتورهای پروتئینی موسوم به نگهدارنده ساختار کروموزوم‌ها که حلقه‌هایی را در DNA ایجاد می‌کنند، فقط می‌توانند در یک جهت حرکت کنند. این نتایج کلید درک چگونگی شکل‌دهی این موتورها به ژنوم و تنظیم ژن‌های ما است.
رومن بارت، از محققان دانشگاه صنعتی دلفت می‌گوید: «گاهی اوقات، یک سلول باید سریعا مشخص کند که کدام ژن باید بیان شود و کدام ژن باید خاموش شود، به عنوان مثال در پاسخ به غذا، الکل یا گرما این تصمیم باید گرفته شود. برای خاموش و روشن کردن ژن‌ها، سلول‌ها از چیزی به نام نگهدارنده ساختار کروموزوم‌ها (SMC) استفاده می‌کنند. با این حال، ماشین‌های SMC به طور طبیعی نمی‌دانند به کدام قسمت‌ها باید وصل شوند. آن‌ها روی جایی از DNA فرود می‌آیند و شروع به شکل دادن به آن به شکل یک حلقه می‌کنند تا زمانی که به نقطه‌ای برسند که مجبور به توقف شوند. به همین دلیل است که این موتورها به شدت بر توانایی کاوش در هر دو طرف DNA برای یافتن علائم توقف مناسب تکیه می‌کنند.»
بیوفیزیکدانان دانشگاه صنعتی دلفت اکنون دریافتند که موتورهای SMC برخلاف آنچه تصور می‌شد ممکن است تغییر جهت دهند. بارت می‌گوید: «آزمایش‌های ما نشان می‌دهد که SMCها به‌طور لحظه‌ای DNA را از یک طرف می‌کشند و سپس جهت کشیدن DNA تغییر می‌دهند. »
سیس دکر پروفسور دانشگاه صنعتی دلفت که بر این تحقیق نظارت داشت، می‌گوید: «انواع مختلف و متعددی از موتورهای SMC وجود دارند. می‌توانید آن را با گیربکس در خودرو مقایسه کنید. با یک دنده دستی می‌توانید اجازه دهید خودرو به جلو یا عقب حرکت کند. ما حتی اهرم دنده، زیرواحد پروتئین NIPBL را در پروتئین موتور SMC شناسایی کردیم.»
برای کشف دنده معکوس موتورهای SMC، محققان از یک میکروسکوپ پیشرفته برای بررسی تک پروتئین‌های DNA استفاده کردند.
بارث می‌گوید: «وقتی متوجه شدیم که موتورهای مولکولی SMC چگونه DNA را شکل می‌دهند، ممکن است شروع کنیم به این سؤال که در بیماری‌هایی مانند سرطان و بیماری‌های عصبی چه مشکلی پیش می‌آید و مهمتر از همه، چگونه این مشکلات را اصلاح کنیم. به عنوان مثال، بیماری‌های عصبی می‌تواند نتیجه ژن‌های نادرست در مراحل اولیه بارداری باشد. بیماری‌های خطرناکی مانند سندرم کورنلیا د لانگ به SMC ها مرتبط هستند، که در آن موتورها در سلول‌های جنین درست کار نمی‌کنند.»
این مطالعه در نهایت سردرگمی موجود در جامعه علمی در مورد نظریه های مختلف متناقض در مورد نحوه عملکرد SMC ها را برطرف کرد.
