DNA通常形成經典的雙螺旋形狀-兩股彼此纏繞。實驗室中已經形成了其他幾種結構,但這并不一定意味著它們在活細胞內形成。先前已在細胞中檢測到稱為DNA G-四鏈體的四重螺旋結構。然而,所使用的技術需要殺死細胞或使用高濃度的化學探針來可視化其形成,因此尚未追蹤其在正常條件下在活細胞中的實際存在,F在,由劍橋大學科學家領導的研究小組發明了一種熒光標記物,該標記物可以附著在活人細胞中的DNA G-四鏈體上。
倫敦帝國理工學院化學系研究員馬可·迪·安東尼奧博士說:“我們首次能夠證明四倍螺旋DNA以正常細胞過程產生的穩定結構存在于我們的細胞中! 。
“這迫使我們重新思考DNA的生物學。這是基礎生物學的一個新領域,可以為癌癥等疾病的診斷和治療開辟新途徑!
“現在,我們可以在細胞中實時跟蹤DNA G-四鏈體,我們可以直接詢問它們的生物學作用是什么。我們知道它似乎在癌細胞中更加流行,現在我們可以探究它所起的作用以及如何阻止它,從而可能開發出新的療法!
迪安東尼奧博士及其同事認為,G-四鏈體在DNA中形成是為了使其暫時開放并促進轉錄等過程,在該過程中讀取DNA指令并制備蛋白質。這是基因表達的一種形式,DNA中的部分遺傳密碼被激活。
DNA G四鏈體似乎更常與癌癥相關基因相關聯,并在癌細胞內被大量檢測到。
科學家說:“有了一次成像單個DNA G四聯體的能力,我們可以追蹤它們在特定基因中的作用以及它們在癌癥中的表達方式!
“這種基礎知識可以揭示中斷該過程的藥物的新靶標!
研究人員使用了非常少量的非常明亮的熒光分子,該分子被設計為非常容易地粘附于DNA G-四鏈體。
少量表示他們不希望對細胞中的每個DNA G-四鏈體成像,而是可以識別和跟蹤單個DNA G-四鏈體,從而使他們能夠了解其基本生物學作用,而不會影響其在細胞中的總體流行性和穩定性。。
這組作者能夠證明DNA G四鏈體的形成和消散速度非?,這表明它們僅是為執行某種功能而形成的,如果持續時間過長,它們可能會對正常的細胞過程產生毒性。
“科學家需要特殊的探針來觀察活細胞中的分子,但是這些探針有時會與我們試圖看到的物體發生相互作用,”合著者,物理與天文學與食品科學學院的研究員Aleks Ponjavic博士說。利茲大學的營養學。
“通過使用單分子顯微鏡,我們可以觀察到濃度比以前使用的探針低1,000倍的探針!
“在這種情況下,我們的探針與DNA G-四鏈體結合僅幾毫秒,而不會影響其穩定性,這使我們能夠研究DNA G-四鏈體在其自然環境中的行為而不受外部影響!
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