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人体内发现DNA新结构 并非双螺旋

在人类发现DNA双螺旋结构的65周年之际,来自澳大利亚的科学家首次在人体内新发现一种完全不同于双螺旋的DNA结构。(ShutterStock)

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【大纪元2018年05月07日讯】(大纪元记者陈晓编译报导)就在剑桥大学的两位科学家,詹姆斯.沃森和弗朗西斯.克里克历史性的发现DNA双螺旋结构的65周年之际,来自澳大利亚的科学家首次在人体内新发现一种完全不同于双螺旋的DNA结构:一个由四股DNA链组成的扭曲的结“i-motif”。这一发现发表于近期的《自然-化学》期刊上。

DNA,又称脱氧核糖核酸,是生物体内主要的遗传物质。人体内所有DNA分子中大约有60亿个碱基,A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶),负责编码和调控各种基因表达。在一般情况下,碱基A和T配对,G和C配对。而在这个新发现的I-motif结构中,同一条DNA链上的C会相互配对,完全打破了双螺旋结构中的配对规则。

尽管在过去十几年中,科学家们在实验室里观察到许多不同的DNA构象,如G四联体和新发现的i-motif等,可是这些结构是否在细胞中真实存在,则是科学家们一直在探讨的话题。而这项新的发现无疑提醒科学家们人体的无穷奥秘,以及这些人类以为早已熟知的分子成分在生物体内扮演的不为人知的重要角色。

为了检测i-motif是否在细胞内存在,科学家们研发了一种新的蛋白抗体。这种抗体能以非常高的亲和性识别i-motif,并与之结合。

通过荧光标记技术,科学家们在多种细胞的细胞核内发现了带有绿色荧光的i-motif斑点。同时,随着细胞的生长,科学家们兴奋的发现这些绿色的斑点不断的消失和出现。这意味着i-motif并非在细胞中稳定存在,而是根据不同的细胞周期,不断的形成和溶解。

通过仔细的观察,科学家们发现i-motif大多在细胞周期的G1期的后期出现。在这一阶段,细胞代谢活跃,并且DNA携带的遗传物质会被大量读取,用于合成RNA和蛋白质。

此外,科学家还发现,i-motif经常出现在和启动子(控制基因转录开关的DNA区域)和染色体末端的端粒中,而端粒则在人体的老化中起到了非常重要的作用。

科学家们认为,i-motif在这些特定的时间和区域出现,表明它们很有可能参与控制开启或关闭基因的表达,或是调控基因的表达水平。同时,其瞬时形成的特性也给科学家在细胞中发现它的存在增加了许多难度。

科学家们表示,这项发现激动人心,同时也将为DNA新形态和功能的研究打开一个新的方向。◇

责任编辑:朱涵儒

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2018-05-08 9:58 PM
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