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Nature子刊:揭開四鏈DNA的神秘面紗

日期:2015-09-10 08:49:48

DNA通常是螺旋梯一樣的雙螺旋,這種結(jié)構(gòu)是最具代表性的生物學(xué)圖標(biāo)之一。實(shí)際上DNA還有一種獨(dú)特的形態(tài),那就是纏結(jié)在一起的四鏈體結(jié)構(gòu)。在體外實(shí)驗(yàn)中,富含鳥嘌呤的DNA鏈很容易形成四鏈體。之前也有研究證明,四鏈體結(jié)構(gòu)的確存在于人類活細(xì)胞中,而且這些結(jié)構(gòu)可能具有重要的生物學(xué)功能。

 

倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員在Dr Marina KuimovaRamon Vilar教授的領(lǐng)導(dǎo)下,開發(fā)了一種能夠在活細(xì)胞中檢測(cè)四鏈DNA的熒光分子,為人們揭開了這種結(jié)構(gòu)的神秘面紗。相關(guān)論文發(fā)表在九月八日的Nature Communications雜志上。

 

雖然人們已經(jīng)在人類基因組中發(fā)現(xiàn)了一些DNA四鏈體結(jié)構(gòu),但還不清楚它們的確切作用。有研究表明,DNA四鏈體在癌基因附近的區(qū)域特別普遍。“越來(lái)越多的證據(jù)顯示,DNA四鏈體結(jié)構(gòu)涉及了基因的開和關(guān),”Vilar教授介紹道。

 

“如果這一點(diǎn)得到證實(shí),那么四鏈體將會(huì)成為治療癌癥等疾病的重要靶標(biāo)。不過(guò),要闡明四鏈DNA的具體作用,就需要在活細(xì)胞中進(jìn)行研究。我們開發(fā)的熒光分子就能做到這一點(diǎn),可以幫助人們直接在活細(xì)胞中實(shí)時(shí)監(jiān)控四鏈體的行為。”

 

研究人員在體外培養(yǎng)的人骨癌細(xì)胞中進(jìn)行了研究,用顯微鏡實(shí)時(shí)觀察了熒光分子與四鏈DNA的相互作用。研究顯示,這種熒光分子可以區(qū)別雙螺旋DNA和四鏈DNA,因?yàn)樗Y(jié)合四鏈體時(shí)發(fā)光時(shí)間更長(zhǎng)。

 

研究人員通過(guò)這種方法觀察到了另一種分子取代熒光分子的過(guò)程,這種分子能夠很好的與四鏈體結(jié)合。這說(shuō)明熒光分子可以用來(lái)尋找與四鏈體結(jié)合的其他分子。

 

“在此之前,人們成像細(xì)胞中的四鏈體必須先固定細(xì)胞。但這種操作會(huì)殺死細(xì)胞,難以確定動(dòng)態(tài)環(huán)境中的四鏈體行為,”文章的共同作者Arun Shivalingam說(shuō)。

 

Vilar教授補(bǔ)充道:“我們的熒光分子可以在活細(xì)胞中驗(yàn)證四鏈體的潛在結(jié)合分子,這無(wú)疑會(huì)大大加快這些DNA結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展。”

 


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