Российские ученые из МФТИ и Сколково совместно с зарубежными коллегами смоделировали водные растворы калия и натрия, которые повторяют среду вокруг ДНК. Результаты исследования, опубликованные в Journal of Chemical Theory and Computation, помогут лучше учитывать поведение нуклеиновых кислот внутри клетки для разработки лекарственных препаратов. Кратко о научной работе сообщается в пресс-релизе на сайте Годнауки.рф.
Многие искусственные растворы с ДНК содержат иное соотношение натрия и калия, тогда как в ядре живой клетки концентрация калия значительно превышает концентрацию натрия. Эта разница может значительно повлиять на точность экспериментов, результаты которых нельзя будет перенести на живые системы. Калий и натрий необходимы для стабилизации структуры нитей ДНК, которые в противном случае будут разъединяться из-за того, что несут на себе большой отрицательный заряд. Кроме того, ионы необходимы для функционирования ДНК и РНК.
В новом исследовании команда ученых создала симуляцию поведения молекулы ДНК в растворах с различными комбинациями моделей молекул воды и ионов. В каждом случае были определены зависимости концентрации ионов натрия и калия от расстояния до оси ДНК, а результаты сравнили с экспериментальными данными. Оказалось, что модель OPC (optimal point charge) была наиболее предпочтительной, поскольку продемонстрировала оптимальную степень связывания калия и натрия с ДНК.