科學家最新找到一種難以捉摸的DNA“纏結”

這是DNA， 但不是我們所知道的， 在一個世界上， 澳大利亞的研究人員已經發現了一種新的DNA結構， 叫做“i-motif”細胞。 DNA的一個扭曲的“結”， 在活細胞中從來沒有直接看到過。 這一新的發現來自Garvan醫學研究所， 發表在《自然化學》的主要期刊上。 體內細胞深處有我們的DNA， DNA編碼中的資訊——所有60億個A、C、G和T字母——為我們的身體如何構建以及它們如何工作提供了精確的指導。 自從1953年詹姆斯·沃森和法蘭西斯·克裡克發現了DNA的結構後， 這個標誌性的“雙螺旋”DNA的形狀就已經引起了公眾的想像。

對細胞內的i-motif DNA結構的概念圖， 以及用於檢測它的抗體的工具， 圖片：Chris Hammang

然而， 現在已知的是， DNA的短段可以存在於其他形狀中， 至少在實驗室中——科學家們懷疑這些不同的形狀可能在DNA密碼的“讀取”過程中起著重要的作用。 新形狀與雙鏈DNA雙螺旋結構完全不同。 聯合主持這項研究的副教授丹尼爾·克裡斯特(Daniel Christ)說：當我們大多數人想到DNA時，

我們想到的是雙螺旋結構， 這項新的研究提醒我們， 完全不同的DNA結構存在——而且很可能對我們的細胞很重要。 副教授Marcel Dinger(他是位於Garvan的臨床基因組學的Kinghorn中心的負責人)說：i-motif是一個DNA的四個鏈結”， 世衛組織與基督教授共同主持了這項研究。

在結狀結構中， 相同DNA鏈上的C字母相互結合——所以這與雙螺旋結構非常不同， 在那裡， ‘字母’在相反的線上相互識別， 而Cs與Gs(鳥嘌呤)結合在一起。 雖然研究人員之前已經看到了i-motif， 並對其進行了詳細的研究， 但只有在實驗室中， 在人工條件下， 而不是在細胞內， 它才被發現。 事實上， 該領域的科學家們一直在爭論， “i-motif '節”是否會存在於所有生物體內， 這一問題得到了新發現的解決。

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——一種抗體分子的片段——它可以特別識別並附著在具有很高親和力的i-motifs上。

到目前為止， 缺乏針對i-motifs的特異性抗體已經嚴重阻礙了對其作用的理解。 關鍵的是， 抗體片段並沒有檢測螺旋狀的DNA， 也沒有識別“g - 4型結構”(結構上類似的四鏈DNA排列)。 有了這個新工具， 研究人員發現了一系列人類細胞系中“i-motifs”的位置。 利用螢光技術來定位i-motifs的位置， 他們在細胞核中發現了許多綠色的斑點， 這表明了i-motifs的位置。 最讓我們興奮的是， 可以看到綠色的焦點——隨著時間的推移而出現和消失， 所以知道它們正在形成、溶解和形成， 研究支撐了這項研究的發現。

研究人員發現， i-motifs大多是在細胞的“生命週期”(即晚期G1期)的某個特定點形成的，

當DNA被積極地“閱讀”時。 在一些啟動子區域(控制基因是否開啟或關閉的DNA區域)和染色體端粒(染色體端粒)中出現了i-motifs， 這在衰老過程中很重要。 i-motifs的出現和發展是他們所做事情的一個線索。 似乎有可能説明開關基因， 並影響基因是否被積極地閱讀。 i-motifs的短暫性解釋了為什麼它們在細胞中很難追蹤到現在。 馬塞爾·丁格教授說：發現細胞中一種全新的DNA形式是令人興奮的。 這些發現將為我們進一步瞭解DNA的新形態， 以及它是否會對健康和疾病產生影響奠定了基礎。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻：自然化學｜來自：加文醫學研究所