来自《自然》杂志
在生物学中,没有比 DNA 双螺旋结构更具标志性的图像了,它会自身盘绕和超螺旋,形成致密的染色体。
但是,通过折叠富含鸟嘌呤(DNA 的构建模块之一)的合成 DNA 链,可以在实验室中轻松创建一种截然不同、呈方形的 DNA 结构。科学家们长期以来一直认为,这些所谓的“G-四链体结构”可能偶尔会在活细胞的 DNA 中形成。G-四链体由来自富含 G 的链上不同位置的四个鸟嘌呤组成,它们通过一种特殊的氢键结合在一起,形成一个紧凑的方形结构,从而中断 DNA 螺旋。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保未来有关塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事能够继续讲述下去。
在今天在线发表于《自然化学》杂志上的一篇论文中,英国剑桥大学的 Shankar Balasubramanian 领导的研究人员提供了强有力的证据,表明 G-四链体确实存在于细胞中,并且这些不寻常的结构可能具有重要的生物学功能。
保护染色体
染色体 DNA 的保护性末端(称为端粒)富含鸟嘌呤,因此很可能是 G-四链体结构的候选者。事实上,对癌细胞的研究表明,结合并稳定 G-四链体结构的小分子会导致端粒处的 DNA 损伤,这支持了这一论点。
在搜索人类基因组数据以寻找其他富含鸟嘌呤的序列后,一些科学家认为,四链体也可能在基因组中其他参与调节基因的区域产生,特别是某些致癌基因。
G-四链体可视化
Balasubramanian 及其同事发现,情况似乎确实如此。他们设计了一种抗体,该抗体能够紧密且特异性地结合 G-四链体结构,而不与双螺旋 DNA 结合。当他们将抗体与培养中的人类细胞一起孵育时,他们发现该抗体结合到染色体中的许多不同位点,只有大约四分之一位于端粒中。
“现在还处于早期阶段,但如果我们能够准确绘制出这些 G-四链体结构在基因组中出现的位置,我们可能会更好地了解如何控制在诸如癌症等疾病中失控的基因或其他细胞过程,”他说。“无论如何,这是长远的愿景。”