Επανάσταση στη μοριακή έρευνα: Νέες ιδέες για τη 2-θειουρακίλη!

Επανάσταση στη μοριακή έρευνα: Νέες ιδέες για τη 2-θειουρακίλη!

Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Goethe και το Γερμανικό Ηλεκτρονικό Σύγχροτρο (DESY) πέτυχε μια σημαντική ανακάλυψη στη μοριακή έρευνα. Πως puk.uni-frankfurt.de αναφέρθηκε, διερευνήθηκε το χημικά σχετικό δραστικό συστατικό 2-θειουρακίλη, του οποίου η σημασία έγκειται στην ανάπτυξη ανοσοκατασταλτικών και κυτταροστατικών, αν και δεν χρησιμοποιείται επί του παρόντος θεραπευτικά.

Η μελέτη δείχνει ότι η υπεριώδης ακτινοβολία παραμορφώνει τη 2-θειουρακίλη και αυξάνει την αντιδραστικότητά της. Αυτό το εύρημα έχει μεγάλη σημασία γιατί πολλά βιολογικά σημαντικά μόρια αλλάζουν σχήμα κατά τη διέγερση με υπεριώδη ακτινοβολία, κάτι που μέχρι στιγμής δεν έχει κατανοηθεί ελάχιστα.

Καινοτόμες τεχνικές μοριακής ανάλυσης

Για την ανάλυση των μοριακών αλλαγών χρησιμοποιήθηκε η καινοτόμος τεχνική της απεικόνισης με έκρηξη Coulomb. Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή την εξέταση μορίων με έντονους παλμούς ακτίνων Χ. Το μόριο φορτίζεται εξαιρετικά θετικά και αποσυντίθεται μέσα σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Πληροφορίες σχετικά με τη δομή του μορίου μπορούν να διαβαστούν από την κατεύθυνση των θραυσμάτων.

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στον πειραματικό σταθμό SQS του Ευρωπαϊκού XFEL. Ο συνδυασμός της απεικόνισης έκρηξης Coulomb με μια νέα πειραματική διάταξη κατέστησε δυνατή την ανάλυση πιο πολύπλοκων μορίων. Οι παλμοί ακτίνων Χ από το Ευρωπαϊκό XFEL επιτρέπουν την εξέταση μεγαλύτερων μορίων εισάγοντάς τα στη δέσμη ακτίνων Χ χρησιμοποιώντας ένα ακροφύσιο λεπτού αερίου.

Ένα κρίσιμο βήμα στην έρευνα ήταν η έγχυση ενός παλμού υπεριώδους ακτινοβολίας, ο οποίος εμφανίζεται λίγο πριν από τον παλμό των ακτίνων Χ και διεγείρει τα μόρια. Με αυτόν τον τρόπο, δημιουργήθηκε μια ταινία αργής κίνησης των γεγονότων μεταβάλλοντας το χρονικό διάστημα μεταξύ των ακολουθιών παλμών. Τα πειράματα δείχνουν ότι η 2-θειουρακίλη κάμπτεται υπό διέγερση με υπεριώδη ακτινοβολία, η οποία οφείλεται στις ειδικές ιδιότητες του ατόμου του θείου. Αυτό το άτομο αναστέλλει τη μετατροπή της υπεριώδους ακτινοβολίας σε αβλαβή θερμότητα.

Συνάφεια για την έρευνα

Η ανακατασκευή του μορίου μπορεί να γίνει σε κάποιο βαθμό χωρίς την ανάγκη για όλα τα άτομα, με μόνο πυρήνες θείου, οξυγόνου και υδρογόνου να χρειάζεται να ανιχνευθούν. Αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο διάσημο εξειδικευμένο περιοδικόΕπικοινωνίες για τη φύσηδημοσιευμένο. Επιπλέον, μια ποικιλία άλλων μελετών, όπως αυτές των Kneuttinger et al., συζητούν τη σημασία των αλλοιώσεων πυριμιδίνης DNA που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία και τους μηχανισμούς επιδιόρθωσης τους.

Συνοπτικά, η έρευνα δείχνει ότι οι αλλαγές και η δυναμική των μορίων κάτω από το υπεριώδες φως έχουν μεγαλύτερη επιρροή στις βιολογικές διεργασίες από ό,τι υποτίθεται προηγουμένως, και έτσι προσφέρει σημαντικές ενδείξεις για την περαιτέρω ανάπτυξη θεραπευτικών προσεγγίσεων στους τομείς της χημείας και της βιολογίας.