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1953年,剑桥研究人员Watson和Crick发表了一篇论文

日期:2019-04-16

 

现在,在科学界的60周年纪念日,剑桥研究人员发表了一篇论文,证明人类基因组中也存在四链“四螺旋”DNA结构 - 称为G-四链体。它们在DNA区域中形成,其富含结构单元鸟嘌呤,通常缩写为“G”。

这项研究结果标志着科学家们十多年来的研究成果,这些研究表明这些复杂的体内结构广东11选5平台开户网址 - 在活体人体细胞中 - 从假设,计算模型到合成实验室实验,最后使用荧光生物标记在人类癌细胞中进行鉴定。

这项研究发表在今天的“ 自然化学”杂志上,由英国癌症研究中心资助,该研究显示了四链四链体浓度与DNA复制过程之间的明确联系,这对细广东11选5平台开户网址胞分裂和生产起着关键作用。

通过利用捕获和包含这些DNA结构的合成分子靶向四链体 - 阻止细胞复制其DNA并因此阻止细胞分裂 - 科学家们认为可能有可能阻止癌症根部的失控细胞增殖。

“我们看到将四联体与分子结合在一起以及阻止细胞分裂广东11选5平台开户网址的能力之间存在联系,这非常令人兴奋,”剑桥大学化学系和剑桥研究所的Shankar Balasubramanian教授说,他的研究小组负责该研究。

“研究表明,四链体更容易发生在快速分裂的细胞基因中,例如癌细胞。对于我们来说,它强烈支持一种新的研究范式 - 使用这些四链结构作为个体化治疗的目标。未来。”

过去几十年的物理研究表明,四倍体DNA可以在体外形成 - 在“试管”中,但结构被认为是一种好奇心而不是自然界中发现的特征。研究人员现在第一次知道它们实际上是在人体细胞的DNA中形成的。

“这项研究进一步突出了利用这些不寻常的DNA结构来击败癌症的潜力 - 该管道的下一部分是弄清楚如何在肿瘤细胞中靶向它们,”英国癌症研究中心高级科学信息经理Julie Sharp博士说。

“自从其结构解决以来已有六十年了,但这样的工作向我们展示了DNA的故事继续扭曲和转向。”

今天发表的这项研究由剑桥研究所Balasubramaninan实验室的研究员Giulia Biffi领导。

通过以前的研究,Biffi能够生成抗体蛋白,检测并结合富含四链体结构DNA的人类基因组中的区域,证明它们存在于活的人体细胞中。利用荧光标记抗体,研究人员可以识别出四链DNA发生的“热点” - 无论是在基因组中,还是在关键时刻,在细胞分裂广东11选5平台开户网址的哪个阶段。

虽然四倍体DNA在整个人类细胞基因组及其分裂周期中相当一致,但当荧光染色在's期' - 细胞周期中DNA在细胞前复制时生长得更强时,显示出显着的增加。分。

癌症通常由称为癌基因的基因驱动,这些基因已经突变以广东11选5平台开户网址增加DNA复制 - 导致细胞增殖失控,并导致肿瘤生长。

癌基因中DNA复制速率的增加导致四链体结构的强度增加。这意味着可以用合成分子或其他形式的治疗靶向潜在的破坏性细胞活性。

“我们已经发现,通过用合成分子捕获四链体DNA,我们广东11选5平台开户网址可以隔离和稳定它们,为我们如何将细胞分裂停止提供重要的见解,”Balasubramanian说。

“还有很多我们还不知道。有人认为这些四链体结构在DNA复制过程中可能会有点麻烦 - 就像形成的结或缠结一样。

“他们是否为一个功能而进化?广东11选5平台开户网址这是一个哲学问题,关于它们是否存在于设计与否 - 但它们存在且自然必须处理它们。也许通过瞄准它们,我们正在为它们造成的破坏做出贡献。”

该研究表明,如果使用抑制剂阻断DNA复制,则四联体水平下降 - 证明DNA是动态的,结构不断形成和未成形。

研究人员此前还发现,具有较高水平的Quadruplex DNA的过度活跃基因更容易受到外部干扰。

Balasubramanian说:“这些数据支持某些癌症基因可被用于结合特定DNA序列的小分子干扰的观点。”

“目前许多癌症治疗攻击DNA,但目前还不清楚规则是什么。我们甚至不知道基因组中的某些反应是什么 - 它可能是一种分散的方法。

“具有这些基序的基因的特定癌细胞现在可能被靶向,并且看起来比正常细胞更容易受到干扰,这是一个令人激动的前景。

“'四重螺旋'DNA结构可能是选择性抑制癌细胞增殖的新方法的关键。确认它在人体细胞中的存在是一个真正的里程碑。”