中山大學(xué)Cell子刊發(fā)布DNA研究新工具

2016年10月15日訊 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)圖標之一。實際上DNA還有一種獨特的形態(tài)，那就是纏結(jié)在一起的四鏈體結(jié)構(gòu)。在體外實驗中，富含鳥嘌呤的DNA鏈很容易形成四鏈體。人們也發(fā)現(xiàn)人類活細胞含有這種G四鏈體（G-quadruplexes）結(jié)構(gòu)。不過，G四鏈體在體內(nèi)的明確構(gòu)象及其生物學(xué)相關(guān)性一直存在爭議，特別是端粒G四鏈體。

中山大學(xué)的研究團隊前不久在Cell Chemical Biology雜志上發(fā)表文章，向人們展示了一種能夠特異性識別平行G四鏈體的新抗體。這種抗體可以用來進行基因組圖譜分析，發(fā)現(xiàn)人類端粒中的平行G四鏈體。文章通訊作者是中山大學(xué)的黃志紓（Zhi-Shu Huang）教授和趙勇（Yong Zhao）教授。

研究顯示，單鏈抗體（single-chain variable Fragment，scFv）D1在體外和體內(nèi)對平行G四鏈體有很高的選擇性結(jié)合能力。研究人員用D1進行全基因組染色質(zhì)免疫沉淀和深度測序，在人類基因組中揭示了形成平行G四鏈體的共有序列。他們還用D1鑒定了端粒的平行G四鏈體形成，并在人類細胞中調(diào)節(jié)了端粒的平行G四鏈體形成。這項研究表明，平行G四鏈體特異性抗體D1是鑒定G四鏈體及其形成的寶貴工具，有助于進一步研究G四鏈體在體內(nèi)的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)意義。

劍橋大學(xué)的研究團隊上個月在Nature Genetics雜志上發(fā)表文章指出，G四鏈體往往位于基因（尤其是癌基因）的調(diào)控區(qū)域，可能在基因的啟動和關(guān)閉中起重要作用。這些信息為癌癥的診斷和治療帶來了新啟示，有助于開發(fā)靶向性的新療法。

人們普遍認為G四鏈體參與了基礎(chǔ)的生理和病理過程。中國科學(xué)院動物研究所的科學(xué)家們經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)了一種獨特的G四鏈體。這種G四鏈體具有一個鳥嘌呤空位（G-vacancy）。鳥嘌呤衍生物（比如生理濃度的GTP）將鳥嘌呤填入這個空位，可以實現(xiàn)顯著的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

為了揭開四鏈DNA的神秘面紗，倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了能夠在活細胞中檢測G四鏈體的熒光分子。他們在體外培養(yǎng)的人骨癌細胞中進行研究，用顯微鏡實時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，因為它結(jié)合四鏈體時發(fā)光時間更長。

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