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人类基因组中存在四倍螺旋DNA

发表于 2017-08-10

60年后,剑桥研究人员沃森和克里克发表了他们的“双螺旋”DNA的发现,生命分子在同一个英国大学的另一个团队发表了四串“四重螺旋”DNA也存在于人类基因组中。他们希望他们的发现将导致使用合成分子捕获复杂DNA结构并从而阻止癌细胞倍增的新一代靶向癌症治疗。

剑桥大学化学与剑桥研究所教授的首席调查员Shankar Balasubramanian在一份声明中说:“我们看到四极管与分子捕获的联系以及阻止细胞分裂的能力,这是非常令人兴奋的。”

“四重螺旋DNA结构可能是选择性抑制癌细胞增殖的新途径的关键,确认其在人类细胞中的存在是一个真正的里程碑,”他补充道。

Balasubramanian及其同事在1月20日在线自然化学杂志上发表了他们的研究结果。

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从概念到测试管到活细胞

他们的发现标志着10年研究的结束,以证明四臂四重螺旋DNA结构(称为G-四链体)也发生在活细胞中。

它们被称为G-四链体,因为它们在富含鸟嘌呤的DNA的区域中形成,鸟嘌呤是编码遗传信息的四个化学碱基或构建块之一(另外三个是腺嘌呤,胞嘧啶和胸腺嘧啶)。

该团队开始使用四分之一的假想计算机模型,然后在试管中制作合成版本,然后使用荧光生物标志物证明结构存在于人类癌细胞的现实生活中。

虽然有证据表明,G-四分体发生在称为纤毛虫的单细胞生物体中,但这是人类细胞中第一次出现。

链接增加DNA复制,癌症基因

在他们的文章中,Balasubramanian及其同事还表明,四分体更集中在快速分裂的细胞如癌细胞的基因中。

Balasubramanian说,这表明针对四分之一能够形成新的个性化治疗的基础。

为了检测四分体,首席研究员巴拉苏布拉曼尼那实验室的研究人员朱利亚·比菲(Giulia Biffi)制作了与其结合的抗体蛋白质。

该小组能够看到基因组中存在四链DNA浓度的“热点”,因为它们用荧光标记标记抗体。

虽然四链DNA通过人类细胞的基因组及其分裂周期相当均匀地扩散,但似乎它们在细胞周期的“s期”中变得更加集中。这是细胞分裂之前的点,当DNA复制时。

这一发现是癌症研究中的一个重要步骤,因为致癌基因(一组驱动癌症的一组基因)的关键特征是它们以增加DNA复制的方式突变,导致不受控制的细胞增殖和肿瘤生长。

癌基因中增加的复制率增加了复合结构的浓度。

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