Publikacja naukowców z Wydziału Chemii UG w prestiżowym Nature Communications
21 maja br. w prestiżowym Nature Communications ukazała się praca dotyczą ciekawych właściwości 2,6-diaminopuryny (inaczej 2-aminoadeniny). Międzynarodowy zespół kierowany przez dr. Rafała Szablę z University of Edinburgh, w skład którego weszli również naukowcy z Zakładu Sensybilizatorów Biologicznych, dr Magdalena Zdrowowicz i prof. Janusz Rak oraz z Zespołu Oddziaływań Międzycząsteczkowych, dr Paulina Spisz pokazał, że 2-aminoadenina mogła przyczynić się do rozwoju życia na młodej Ziemi.
Kilka miliardów lat temu na Ziemi nie było warstwy ozonowej, co skutkowało znacznie wyższym niż dzisiaj natężeniem promieniowania UV, umożliwiającym syntezę podstawowych „cegiełek” budujących kawasy nukleinowe. Promieniowanie UV jest jednak „zabójcze” dla samego DNA. Między innymi powoduje powstanie uszkodzeń biopolimeru zwanych fotodimerami (dimery zasad pirymidynowych o strukturze cyklobutanu). W organizmie człowieka uszkodzenia tego typu eliminowane są przy udziale enzymów naprawczych, które nie występowały jednak w czasie tworzenia się życia na Ziemi. Stąd pytanie, dlaczego w tych niezwykle trudnych warunkach (duże natężenie promieniowania UV) cząsteczki DNA i RNA nie ulegały destrukcji. Możliwej odpowiedzi na to pytanie dostarcza praca zatytułowana 2,6-diaminopurine promotes repair of DNA lesions under prebiotic conditions (Nat. Commun.,12, 3018 (2021), autorstwa Rafała Szabli, Magdaleny Zdrowowicz, Pauliny Spisz, Nicholasa J. Greena, Petra Stadlbauera, Holgera Kruse, Jiří Šponera i Janusza Raka. Badacze Ci pokazali, że procesowi fotodegradacji kwasów nukleinowych na młodej Ziemi mogła zapobiec wymiana w ich łańcuchach adeniny na 2,6-diaminopurynę. Okazuje się, że 2-aminoadenina może z powodzeniem zstępować adeninę w DNA. Rzeczywiście stwierdzono, że wiele bakteriofagów posiada całe genomy z adeniną całkowicie wymienioną na 2,6-diaminopurynę. Praca opublikowana w Nat. Commun. pokazuje, że powstanie w DNA fotodimerów w sąsiedztwie 2-aminoadeniny umożliwia, inaczej niż w sąsiedztwie adeniny, wydajny proces ich fotonaprawy. Przeprowadzone badania podważają też jeden z paradygmatów wczesnej ewolucji biologicznej, według którego Natura wybrała jako materiał budulcowy najbardziej fotostabilne molekuły, aby chronić syntezowane polimery przed destrukcyjnym działaniem promieniowania UV. Ponieważ 2,6-diaminopuryna jest znacznie mniej fotostabilna niż adenina omawiana praca prowadzi do nieintuicyjnego wniosku, iż fotostabilne makromolekuły mogą powstawać przez polimeryzację stosunkowo niestabilnych monomerów.
https://www.nature.com/articles/s41467-021-23300-y