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在今天的《美国国家科学院院刊》中,来自密西西比大学、路易斯维尔大学和德克萨斯大学的研究人员描述了一种新的抗癌药物,该药物选择性地与罕见的“左手”DNA结合并杀死多药耐药癌细胞。我们熟悉的DNA的沃森-克里克双螺旋结构,称为B-DNA,以右手方向缠绕。但是像螺丝一样,螺旋可以向另一个方向缠绕:在特定条件下,DNA会采用左手形式,称为Z-DNA。尽管人们对此非常感兴趣,但人们对Z-DNA或其他不寻常的分子形式(包括三链和四链DNA)的生物学功能知之甚少。但研究人员确实知道,在细胞中,当DNA被转录时,会形成Z-DNA。
在这份最新报告中,作者通过37个艰苦的步骤合成了著名的抗癌药物柔红霉素的精确镜像。通常,这种药物与B-DNA结合,阻止DNA被复制。因此,它可以防止细胞不受控制地繁殖——这是癌症的根本原因。研究人员发现,即使Z-DNA不是B-DNA的完美镜像,镜像药物仍然会特异性地与左手Z-DNA结合。此外,它还将B-DNA和Z-DNA的混合物转化为纯Z-DNA。
在一项初步研究中,研究人员随后测试了这种新药的毒性,并与一种相关的右手化合物多柔比星进行了比较,方法是将其施用于两种不同的癌细胞系,一种对药物敏感,另一种是多药耐药的。在敏感细胞上,新药不如右手药物有效,但在杀死耐药细胞方面效果高出五倍。尽管他们不能确定,但研究人员因此怀疑其效力可能源于其与左手DNA结合的能力。与左手DNA结合的药物最终是否会定义一类新的抗癌药物还有待观察,但它们无疑为研究细胞中的Z-DNA提供了一种工具。