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科学家首次在活细胞中追踪到四重螺旋DNA 或有助

来源:网络整理 人气:次浏览 发布时间:2020-07-31

  新华社北京7月28日新媒体专电 据英国《每日电讯报》网站7月20日报道,自从詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在罗萨琳德·富兰克林的X射线图像“照片51”的启发下提出DNA的双螺旋结构以来,生命组织结构一直保持不变。

  现在,距离这项发现已经过去了近70年,英国科学家发现,人们基因的扭曲梯状结构有时会有两个额外的“臂”,从而构成一个四边的“塔”。

  专家认为,这种DNA四重螺旋结构只在活的人体细胞中短暂出现,可能与癌症有关。

  剑桥大学、帝国理工学院和利兹大学的研究人员组成的一个研究团队发明了一种荧光标记,能够附着在一个四重螺旋结构上,从而使科学家能够首次看到它,并开始发现其在细胞中发挥的作用。

  首席研究员、帝国理工学院的马尔科·迪·安东尼奥博士说:“我们首次能够证明我们的细胞中存在四重螺旋DNA,是正常细胞过程创造的一种稳定结构。”

  “这迫使我们重新思考DNA生物学。这是基础生物学的一个新领域,能够开辟诊断和治疗癌症等疾病的新途径。”

  他说:“现在我们可以在细胞中实时追踪G4(DNA G-四链体),我们可以直接就其生物学作用发问。我们知道其似乎在癌细胞中更常见,现在我们可以探究其发挥了什么作用,以及可能如何阻止它,从而可能找到新的治疗方法。”

  报道称,科学家此前已经能够在实验室中制造出四重螺旋DNA,但不清楚这种DNA是否会出现在活细胞中,以及如果出现在活细胞中其会做什么。

  研究小组认为,G4的四重螺旋结构在DNA中形成以暂时保持其开放和促进转录等过程,在这一过程中读取DNA指令并制备蛋白质。这是一种“基因表达”的形式,即激活DNA中的部分遗传密码。

  报道称,这种新的DNA在与癌症有关的基因中更常见,在癌细胞中大量发现。

  科学家现在计划追踪特定基因中的四重螺旋结构的角色,看看能否发现其是否能够影响癌症的发展。如果能的话,可能有助于找到阻止癌症发展的疗法。

  到目前为止,在细胞中发现四重DNA一直很困难,因为令四重DNA能够在显微镜下被发现的化学探针会破坏遗传物质,改变其结构。

  但是,利兹大学的亚历克斯·波尼亚维奇博士帮助开发了一种新的标记,能够令结构保持完整。

  他说:“科学家需要特殊的探针来观察活细胞内的分子——不过,这些探针有时可能与我们试图看到的物体相互作用。”

  他说:“通过单分子显微镜,我们可以观察比以前使用的浓度低1000倍的探针。在这种情况下,我们的探针可以在不影响其稳定性的情况下与G4结合仅几毫秒,这令我们能够在不受外界影响的情况下研究G4在其自然环境中的行为。”

  科学家们发现,这种四重螺旋DNA形成和消失的速度非常快,这表明其在那里是迅速发挥某种作用,如果持续时间过长,可能会对正常的细胞过程造成破坏。

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