不只“雙螺旋”，DNA還有其他新結構｜Nature子刊

An artist's impression of the i-motifs (shown in white and green) with white, Y-shaped antibodies binding to them. Credit: Chris Hammang

自1953年James Watson和Francis Crick 發現DNA的結構以來，這個標誌性的 “雙螺旋”形狀就吸引了公眾的想像力。

現在終於證明，DNA短段還可以以其他形狀存在（至少在實驗室中是這樣）。

這個被命名為“i-motifs”的新DNA結構形如一個扭曲的“結”，它首次被證明直接出現在活細胞中。科學家們懷疑，這些不同的形狀可能在DNA代碼的“讀取”（read）方式和時間上起著重要作用。

相關結果於4月23日由澳大利亞加文醫學研究所的研究人員發表在《自然化學》雜誌上，文章題為“I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells”。

發現完全不同於雙螺旋的新結構

“i-motifs是DNA的一個四鏈結，”該研究的共同通訊作者Marcel E. Dinger說， “在‘結結構’（knot structure）中，同一DNA鏈上的C字母彼此結合（即C對應的還是C）——因此這與雙螺旋非常不同，雙螺旋中，相對鏈上的‘字母’彼此識別，（即A與T配對，C與G配對）。”

為了檢測細胞內的i-motifs，研究人員開發了一種精確的新工具——抗體分子的片段（a fragment of an antibody molecule），它能以非常高的親和力特異性識別並附著於i-motifs上。

先前，i-motifs特異性抗體的缺乏嚴重阻礙了人們對其作用的理解。

而通過這種新工具，研究人員發現了“i-motifs”在一系列人類細胞系中的位置。利用螢光技術，他們在細胞核內發現了許多綠色斑點，這些斑點表明了i-motifs的位置。

論文第一作者Mahdi Zeraati博士說：“最讓我們興奮的是，隨著時間的推移，我們可以看到綠色斑點——i-motifs的出現和消失，因此我們能知道它們正在形成、溶解和再次形成。”

i-motifs的形成階段

研究人員表明，i-motifs大多形成於細胞“生命週期”的某一特定階段，

即晚期G1期，此時DNA正在被活躍的“讀取”。他們還表明，i-motifs會出現在一些啟動子區域（控制基因開啟或關閉的DNA區域）和染色體端粒（染色體的末端結構，在衰老過程中起著重要作用）中。

研究人員認為，i-motifs的出現和消失似乎有助於基因的開啟或關閉，並影響基因是否被主動讀取。

重要意義

Marcel Dinger總結說:“在細胞中發現一種全新形式的DNA是令人興奮的，這些發現將為進一步瞭解這種新的DNA形態的真正用途以及它是否會對健康和疾病產生影響奠定基礎。

”

責編：艾曼

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