人体内罕见四螺旋DNA 科学家找到观测方法

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【大纪元2021年01月24日讯】(大纪元记者李少维编译报导)人类细胞的DNA一般是双螺旋形态,四螺旋很罕见。最近科学家发现一种化学探针,能够直接观测人类细胞内四螺旋DNA(quadruple-helix DNA)和其它分子相互作用的情况,揭开了四螺旋DNA在细胞各种自然过程之内的作用。

科学家发现癌细胞内有较多的四螺旋DNA,因此认为四螺旋DNA在癌症上扮演着重要的角色。近期一份发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊上的研究,利用化学探针,看到了四螺旋DNA怎样在特定蛋白的作用下解旋,这有助于找到专门绑定四螺旋DNA的分子,从而开发针对打击它们活跃度的药物。

研究者之一伦敦帝国学院(Imperial College London)化学系的刘易斯(Ben Lewis)说:“不同的DNA形态,对例如读取、复制和基因表达等所有相关的过程都有巨大的影响。”

“越来越多的证据显示,四螺旋DNA对生命多个重要过程以及多种疾病具有重要影响,但是其中缺失的一环是,直接观测这种结构在活体细胞内的活动情况。”

四螺旋DNA太罕见,刘易斯说,所以普通的探测方法寻找具有这种基因结构的分子简直“比大海捞针还难”。

这个研究组找到DAOTA-M2化学探针,它在遇到四螺旋DNA结构的时候会发光。研究发现,应该监控其萤光持续的时间,而不是亮度,才能更好地观察这些稀有的分子。

研究组使用这种探测方法,直接观测活体细胞内四螺旋DNA与两种解旋酶蛋白相互作用的情况。他们看到,如果除去这些解旋酶蛋白,就观察到更多的四螺旋DNA,这意味着这些蛋白起到了解旋四螺旋DNA的作用。

研究员范尼(Jean-Baptiste Vannier)说:“以前,我们只能通过间接的方法了解这些解旋酶蛋白所起的作用,现在,我们可以直接看到它们在活体细胞内的情况。”

研究人员还观察了其它分子与四螺旋DNA在活体细胞内互动的情形。当一个分子进入带有这种DNA结构的细胞内,分子将替代DAOTA-M2的位置,从而缩短其发亮的时间。

这让研究人员可以研究更多分子,比如那些不发光的在显微镜下看不到的分子在细胞核内的活动情况。

伦敦帝国学院化学系教授维拉(Ramon Vilar)说:“很多研究人员对绑定四螺旋DNA的分子感兴趣,考察它们作为抗癌药物的可能性。我们的新方法有助于开发这些潜在的新药。”◇

责任编辑:李缘#

 

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