В течение долгих лет считалось, что ДНК состоит из четырех основных единиц, оснований, — аденина, гуанина, тимина и цитозина. Затем, благодаря усилиям ученых-генетиков, этот список был расширен до шести оснований, к нему были добавлены основания, имеющие более сложную структуру — метилцитозин и гидроксиметилцитозин. Недавно, исследователям Медицинской школы университета Северной Каролины (University of North Carolina, UNC) удалось успешно идентифицировать еще два основания ДНК, которых после этого стало восемь.

В ходе начальных исследований ученые изучали превращения 5-го основания ДНК, метилцитозина, который поучается добавлением химической метиловой группы к цитозину. Этот процесс, называемый метилированием, является по сути, подавлением активности гена, так как он вызывает сильное сворачивание спирали ДНК. В прошлом году исследователи обнаружили, что воздействие на ДНК белка под названием Tet моет вызывать преобразование 5-метилцитозина (пятое основание) в 5-гидроксиметилцитозин (шестое основание). А последующее затем четырехэтапное превращение шестого основания приводит в результате к появлению чистого цитазина.

Однако, из-за недостаточной чувствительности научного оборудования, использованного в прошлогодних опытах, ученым не удалось продолжить реакцию для получения седьмого и восьмого оснований, о существовании которых ученые уже догадывались, и которые получили названия 5-формилцитозин (5fC) и 5-карбоксилцитозин (5caC), которые являются еще одними вариантами цитозина. Эти основания, как полагают ученые, играют важную роль в процессе деметилирования ДНК, который оказывает действие, обратное действию процесса метилирования, т.е. активирует ДНК. Именно благодаря процессу деметилирования осуществляется «перепрограммирование» стволовых клеток, которые после этого могут преобразоваться в клетки любых тканей организма.

Ученые, после уверенной идентификации новых оснований ДНК провели ряд тестов, которые показали, что действительно, эти основания можно обнаружить в геноме стволовых клеток и геноме живых тканей, образцы которых были взяты у грызунов.

Тяжело не оценить важность этого нового открытия. В первую очередь, это коснется области регенерационной медицины, использующей в своих целях стволовые клетки. Благодаря открытию новых оснований ДНК ученые и медики получат в свое распоряжение инструменты для проведения процесса выборочного деметилирования ДНК, что позволит повторно «перепрограммировать» живые клетки определенных тканей и спровоцировать их превращение в клетки тканей другого вида. Так же это может стать орудием в борьбе против рака и других онкологических заболеваний, с помощью которого можно будет активировать гены, подавляющие развитие опухолей, которые были подавлены процессом метилирования.