Sciencemag.cz
Doporučujeme
Prof. Pavlu Jungwirthovi a jeho kolegům z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR ve spolupráci s dalšími pracovišti se podařilo určit redoxní potenciály jednotlivých bází DNA ve vodném prostředí. To se dosud nikomu nepodařilo. „Práce je výsledkem společného pětiletého úsilí teoretiků a experimentátorů,“ komentuje prof. Pavel Jungwirth. Výstupy výzkumu pomohou jak v oblasti ochrany před ionizujícím zářením, tak třeba v léčbě nádorů. Výsledky otiskl ve svém prvním letošním čísle prestižní časopis Journal of the American Chemical Society a na svou obálku umístil ilustraci z tohoto článku.
Ionizující záření poškozuje DNA, nebezpečné jsou zejména tzv. dvojité zlomy. Ty mohou vést k mutacím či rakovině. Aby se dalo poškození předcházet, nebo jej naopak využít při radiační terapii nádorů, musí vědci znát nejrůznější údaje. Jedním z nich je redoxní potenciál jednotlivých bází DNA. Zjednodušeně řečeno, jak velké množství energie je třeba k tomu, aby daná „součástka“ DNA uvolnila jeden elektron (tím získá kladný náboj a „touhu na něco se navázat“, přičemž poškodí strukturu DNA). Dosud se nikomu nepodařilo tyto hodnoty přesně naměřit v přirozeném prostředí DNA, tedy ve vodném roztoku. Vědci skupiny prof. Pavla Jungwirtha z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a jeho kolegů z VŠCHT v Praze, Jihokalifornské univerzity a Helmholtzova centra v Berlíně dosáhli skvělého úspěchu, když tyto hodnoty určili kombinací výpočtů a rentgenovské spektroskopie pro všech pět bází nukleových kyselin. „Pomocí moderních výpočetních a spektroskopických technik se nám podařilo najít nový přístup k určení redoxních potenciálů bází DNA ve vodném prostředí. Výsledek je o to cennější, že tradiční elektrochemické metody zde selhávají kvůli nevratným následným reakcím,“ vysvětluje prof. Pavel Jungwirth. Výzkum může přispět k objasnění mezní hranice poškození DNA ionizujícím zářením, přicházejícím třeba ze Slunce. Takové záření ohrožuje zejména astronauty či posádky letadel.
Tyto výsledky mají význam nejen pro pochopení primárních kroků při radiačním poškození DNA, ale i pro elektrochemické redoxní procesy, při kterých by DNA mohla sloužit jako nanoelektronická součástka či senzor.
