研究显示,人类细胞中的四股“四螺旋”DNA结构

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剑桥大学科学家刊登了一项新的研究,表明四轮搁浅的“四肢螺旋”DNA在人类基因组内存在称为G-Quadruplees的结构。

1953年,剑桥大学的研究人员沃森和克里克发表了一篇论文,描述了相互交织的“双螺旋”DNA结构——所有生命的化学密码。

如今,在这一科学里程碑诞生60周年之际,剑桥大学的研究人员发表了一篇论文,证明了人类基因组中也存在四股“四螺旋”DNA结构,即所谓的g -四链复合物。它们在脱氧核糖核酸(DNA)的区域中形成,这些区域富含构成基元鸟嘌呤,通常缩写为“G”。

这一发现标志着科学家们10多年研究的高潮,这些研究显示了这些复杂的体内结构——在活的人类细胞中——从假设,通过计算模型,到合成实验室实验,最后使用荧光生物标记物在人类癌症细胞中进行鉴定。

这项研究,发表在《自然化学》杂志上yabovip2021并由癌症研究英国资助,继续展示浓度的四链四边形和DNA复制过程之间的清晰链接,这是对细胞分裂和生产的关键。

科学家们认为,通过将捕捉和包含这些DNA结构的合成分子作为目标,防止细胞复制其DNA,从而阻止细胞分裂,从而有可能从癌症的根源上阻止细胞的失控增殖。

来自剑桥大学化学系和剑桥研究所的Shankar Balasubramanian教授说:“我们看到了用分子捕获四环分子和阻止细胞分裂的能力之间的联系,这是非常令人兴奋的。”剑桥大学化学系和剑桥研究所的团队进行了这项研究。yabovip2021

“研究表明,癌细胞等快速分裂的细胞的基因中更有可能出现四重基因。对我们来说,这有力地支持了一种新的研究范式——将这些四链结构作为未来个性化治疗的目标。”

在过去几十年中的物理研究表明,Quadreplex DNA可以在体外形成“试管”,但该结构被认为是一种好奇心而不是本质上发现的特征。研究人员现在首次知道它们在人类细胞的DNA中实际形成。

英国癌症研究中心的高级科学信息经理Julie Sharp博士说:“这项研究进一步突出了利用这些不同寻常的DNA结构来战胜癌症的潜力——该管道的下一部分是找出如何在肿瘤细胞中靶向它们。”

“自从它的结构被解开以来,已经有60年了,但像这样的工作告诉我们,DNA的故事仍在不断曲折。”

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

在之前的研究基础上,Biffi能够生成抗体蛋白,检测并结合人类基因组中富含四倍体结构DNA的区域,证明它们存在于活的人类细胞中。

利用荧光标记抗体,研究人员可以确定四链DNA出现的“热点”——包括基因组中的哪个位置,以及关键的细胞分裂阶段。

虽然在人类细胞及其分裂周期的基因组中发现的四重型DNA相当一致,但当荧光染色在细胞周期中DNA在细胞分裂前复制的“s阶段”(s阶段)变得更加强烈时,四重型DNA显著增加。

癌症通常是由一种叫做致癌基因的基因引起的,这种基因突变会增加DNA复制,导致细胞增殖失控,并导致肿瘤生长。

癌基因中DNA复制率的增加导致了四重结构的强度。这意味着潜在的破坏细胞活性可以通过合成分子或其他形式的治疗来靶向。

Balasubramanian说:“我们发现,通过用合成分子捕获四重DNA,我们可以隔离并稳定它们,这为我们如何使细胞分裂停止提供了重要的见解。”

“还有很多我们不知道的。一种想法是,在DNA复制过程中,这些四重结构可能有点麻烦——就像形成的结或缠结一样。

“它们是为了某种功能而进化的吗?”这是一个哲学问题,关于它们是否由设计而来——但它们确实存在,自然必须处理它们。也许通过瞄准他们,我们正在助长他们造成的破坏。”

这项研究表明,如果使用抑制剂来阻止DNA复制,四重链水平会下降——这证明了DNA是动态的,结构不断形成和未形成。

研究人员此前还发现,四重链DNA水平较高的过度活跃基因更容易受到外部干扰。

“数据支持某些癌症基因可以通过设计用于结合特异性DNA序列的小分子使用,”Balasubramanian说。

“许多目前的癌症治疗攻击DNA,但目前尚不清楚规则是什么。我们甚至不知道在那些在某些地方的决赛中的哪些反应 - 它可以是一种散射的方法。

“带有这些基元的基因的特定癌细胞现在可能成为目标,而且似乎比正常细胞更容易受到干扰,这是一个令人兴奋的前景。”

“这种‘四螺旋’DNA结构很可能是选择性抑制癌细胞增殖的新方法的关键。它在人类细胞中的存在被证实是一个真正的里程碑。”

图片:DNA在上面

3评论“研究显示人类细胞中的四股‘四螺旋’DNA结构”

  1. 人类基因组DNA四螺旋结构的发现应该随着人类多倍体细胞的存在而解读。多倍体细胞见于回肠、肝脏、大脑、骨髓、动脉、膀胱、子宫
    上皮细胞等。在肝脏中,它以64c(染色体组不进行有丝分裂)的形式存在,在骨髓巨核细胞中,除了在别处发现的8c外,它甚至以128c的形式存在。一个有趣的特征是这些部位总是结肠癌,肝癌,血癌,脑癌,膀胱癌的部位除了人类心脏的多倍体细胞是心脏病发作的可疑因素。一般来说,这些有丝分裂失败的多倍体细胞是不受欢迎的。同样,在一些人类DNA中发现的四螺旋结构也不受欢迎。但通过深入研究DNA的四倍性,可以对这些发现进行肿瘤学研究,找出其变异,并从长远角度寻找治疗癌症的方法。谢谢你!

  2. 这非常有趣,我也将阅读有关人类多倍体细胞的存在,并链接到我的生物技术博客上的这篇精彩文章。
    谢谢你!

    问候
    埃迪Flever

  3. 这项新研究肯定会有助于医学找到治疗疾病的方法。这是一个非常有趣的研究。在这之后,癌症和其他严重的问题和疾病将会得到很好的治疗。

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