人體內罕見四螺旋DNA 科學家找到觀測方法

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【大紀元2021年01月24日訊】(大紀元記者李少維編譯報導)人類細胞的DNA一般是雙螺旋形態,四螺旋很罕見。最近科學家發現一種化學探針,能夠直接觀測人類細胞內四螺旋DNA(quadruple-helix DNA)和其它分子相互作用的情況,揭開了四螺旋DNA在細胞各種自然過程之內的作用。

科學家發現癌細胞內有較多的四螺旋DNA,因此認為四螺旋DNA在癌症上扮演著重要的角色。近期一份發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊上的研究,利用化學探針,看到了四螺旋DNA怎樣在特定蛋白的作用下解旋,這有助於找到專門綁定四螺旋DNA的分子,從而開發針對打擊它們活躍度的藥物。

研究者之一倫敦帝國學院(Imperial College London)化學系的劉易斯(Ben Lewis)說:「不同的DNA形態,對例如讀取、複製和基因表達等所有相關的過程都有巨大的影響。」

「越來越多的證據顯示,四螺旋DNA對生命多個重要過程以及多種疾病具有重要影響,但是其中缺失的一環是,直接觀測這種結構在活體細胞內的活動情況。」

四螺旋DNA太罕見,劉易斯說,所以普通的探測方法尋找具有這種基因結構的分子簡直「比大海撈針還難」。

這個研究組找到DAOTA-M2化學探針,它在遇到四螺旋DNA結構的時候會發光。研究發現,應該監控其螢光持續的時間,而不是亮度,才能更好地觀察這些稀有的分子。

研究組使用這種探測方法,直接觀測活體細胞內四螺旋DNA與兩種解旋酶蛋白相互作用的情況。他們看到,如果除去這些解旋酶蛋白,就觀察到更多的四螺旋DNA,這意味著這些蛋白起到了解旋四螺旋DNA的作用。

研究員范尼(Jean-Baptiste Vannier)說:「以前,我們只能通過間接的方法了解這些解旋酶蛋白所起的作用,現在,我們可以直接看到它們在活體細胞內的情況。」

研究人員還觀察了其它分子與四螺旋DNA在活體細胞內互動的情形。當一個分子進入帶有這種DNA結構的細胞內,分子將替代DAOTA-M2的位置,從而縮短其發亮的時間。

這讓研究人員可以研究更多分子,比如那些不發光的在顯微鏡下看不到的分子在細胞核內的活動情況。

倫敦帝國學院化學系教授維拉(Ramon Vilar)說:「很多研究人員對綁定四螺旋DNA的分子感興趣,考察它們作為抗癌藥物的可能性。我們的新方法有助於開發這些潛在的新藥。」◇

責任編輯:李緣#

 

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