Odkritje je bilo plod večletnega dela doktorskega študenta Vojča Kocmana pod mentorstvom Janeza Plavca, ki delujeta v Nacionalnem centru za NMR spektroskopijo visoke ločljivosti na Kemijskem inštitutu.
Deoksiribonukleinska kislina (DNK) je molekula, ki je nosilka genetske informacije v vseh živih organizmih. Raziskovalca sta odkrila novo štiri-vijačno strukturno družino DNK, ki sta jo poimenovala AGCGA-kvadrupleksi. Poleg dobro znane dvojne vijačnice sta bili namreč do sedaj znani samo še dve štiri-vijačni strukturni družini DNK, poimenovani G-kvadrupleksi in i-motivi, je pojasnil Kocman.
Poznavanje struktur, v katere se zvijejo ti deli DNK, pa je bistvenega pomena za uspešen razvoj in karakterizacijo zdravilnih učinkovin. Raziskovalca sta odkrila, da se v DNK pojavljajo ponovitve, imenovane AGCGA, ki se pojavljajo v genih, povezanih z avtizmom, rakavimi obolenji, razvojem kosti in hrustanca.
“Posebej zanimivo je, da tvorijo strukturo, ki je doslej ni nihče ni opisal, kar je izjemnost dosežka,” je poudaril Plavec.
Kratki deli znotraj regulacijskih regij molekul DNK so bili že dolgo zanimivi za farmacijo in medicino, ker so obetavne tarče za zdravilne učinkovine pri rakavih obolenjih in genskih okvarah.
Kocman in Plavec sta do sedaj identificirala že 46 različnih struktur AGCGA-kvadrupleksov, ki se nahajajo v genih, povezanih z boleznimi, kot so avtizem, epilepsija, shizofrenija, Tourettov sindrom in rak kosti. Vsak AGCGA-kvadrupleks iz omenjene družine, ki je stabilen v človeških celicah, pa je možna tarča za razvoj učinkovin in je zanimiv tako za slovensko kot mednarodno znanstveno skupnost.
Kot je še dejal Plavec, je o konkretnih potencialih njihovega odkritja težko govoriti. “Pokazali smo, da struktura obstaja, do konkretnih aplikacij in učinkov pa nas čaka še veliko študij in raziskav, je dodal Kocman.
Priti do takšnega dosežka je podobno, kot da bi splezal na velik hrib, pred tabo pa se odprejo novi horizonti, je dejal Plavec. “Pomembno je, da odkritje, poleg potencialne uporabe v zdravstvu, omogoča vpogled v fundamentalne lastnosti strukture DNK, kar je v zelo tesni navezavi z nadaljnji pomembnimi odkritji.”
Kot je še pojasnil Plavec, se z raziskavami ne-dvovijačnih struktur DNK v njegovi skupini ukvarjajo že skoraj 20 let. Pri tem se povezujejo z različnimi slovenskimi raziskovalnimi institucijami.
V sodelovanju s profesorico Janjo Marc s Fakultete za farmacijo denimo raziskujejo osteoporozo, s profesorjem Borisom Rogljem z Instituta Jožef Stefan nevrodegenerativne motnje, povezavo krajšanja zaporedij DNK s prehitrim staranjem in pojavom diabetesa pa preučujejo skupaj s profesorico Katarino Trebušak Podkrajšek z Univerzitetnega kliničnega centra Ljubljana.
Janez Plavec je vodja Nacionalnega centra za NMR spektroskopijo visoke ločljivosti, ki deluje v okviru Kemijskega inštituta. Je tudi profesor strukturne biologije na ljubljanski univerzi. Raziskovalna področja Plavca vključujejo študijo strukture in dinamike bio-makro-molekularnih sistemov z NMR, strukturne študije nukleotidov.
Diplomiral je leta 1987 na fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo, kjer je leta 1990 tudi magistriral. Doktoriral je leta 1995 na Univerzi v Uppsali na Švedskem. Bil je gostujoči raziskovalec na Georgia Institute of Technology v Atlanti v ZDA v okviru Fulbrightovega programa.
Raziskovalni interesi Plavca med drugim vključujejo študij strukture in dinamike bioloških makro-molekularnih sistemov z NMR, karakterizacijo dinamičnih ravnotežij majhnih molekul ter proučevanje povezav med prostorsko strukturo G-kvadrupleksov in njihovo funkcijo.
Vojč Kocman je diplomiral na ljubljanski fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo leta 2012. Doktorski študij je vpisal kot mladi raziskovalec istega leta. Raziskovalno delo opravlja na NMR centru na Kemijskem inštitutu, posveča pa se študiju nukleinskih kislin z NMR spektroskopijo.
