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研究人员观察到活人细胞中四链DNA的形成

DNA通常形成经典的双螺旋形状-两股彼此缠绕。实验室中已经形成了其他几种结构,但这并不一定意味着它们在活细胞内形成。先前已在细胞中检测到称为DNA G-四链体的四重螺旋结构。然而,所使用的技术需要杀死细胞或使用高浓度的化学探针来可视化其形成,因此尚未追踪其在正常条件下在活细胞中的实际存在。现在,由剑桥大学科学家领导的研究小组发明了一种荧光标记物,该标记物可以附着在活人细胞中的DNA G-四链体上。


伦敦帝国理工学院化学系研究员马可·迪·安东尼奥博士说:“我们首次能够证明四倍螺旋DNA以正常细胞过程产生的稳定结构存在于我们的细胞中。” 。

“这迫使我们重新思考DNA的生物学。这是基础生物学的一个新领域,可以为癌症等疾病的诊断和治疗开辟新途径。”

“现在,我们可以在细胞中实时跟踪DNA G-四链体,我们可以直接询问它们的生物学作用是什么。我们知道它似乎在癌细胞中更加流行,现在我们可以探究它所起的作用以及如何阻止它,从而可能开发出新的疗法。”

迪安东尼奥博士及其同事认为,G-四链体在DNA中形成是为了使其暂时开放并促进转录等过程,在该过程中读取DNA指令并制备蛋白质。这是基因表达的一种形式,DNA中的部分遗传密码被激活。

DNA G四链体似乎更常与癌症相关基因相关联,并在癌细胞内被大量检测到。

科学家说:“有了一次成像单个DNA G四联体的能力,我们可以追踪它们在特定基因中的作用以及它们在癌症中的表达方式。”

“这种基础知识可以揭示中断该过程的药物的新靶标。”

研究人员使用了非常少量的非常明亮的荧光分子,该分子被设计为非常容易地粘附于DNA G-四链体。

少量表示他们不希望对细胞中的每个DNA G-四链体成像,而是可以识别和跟踪单个DNA G-四链体,从而使他们能够了解其基本生物学作用,而不会影响其在细胞中的总体流行性和稳定性。。

这组作者能够证明DNA G四链体的形成和消散速度非常快,这表明它们仅是为执行某种功能而形成的,如果持续时间过长,它们可能会对正常的细胞过程产生毒性。

“科学家需要特殊的探针来观察活细胞中的分子,但是这些探针有时会与我们试图看到的物体发生相互作用,”合著者,物理与天文学与食品科学学院的研究员Aleks Ponjavic博士说。利兹大学的营养学。

“通过使用单分子显微镜,我们可以观察到浓度比以前使用的探针低1,000倍的探针。”

“在这种情况下,我们的探针与DNA G-四链体结合仅几毫秒,而不会影响其稳定性,这使我们能够研究DNA G-四链体在其自然环境中的行为而不受外部影响。”



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