DNA通常是螺旋梯一樣的雙螺旋，這種結(jié)構(gòu)是最具代表性的生物學(xué)圖標(biāo)之一。實(shí)際上DNA還有一種獨(dú)特的形態(tài)，那就是纏結(jié)在一起的四鏈體結(jié)構(gòu)。在體外實(shí)驗(yàn)中，富含鳥嘌呤的DNA鏈很容易形成四鏈體。之前也有研究證明，四鏈體結(jié)構(gòu)的確存在于人類活細(xì)胞中，而且這些結(jié)構(gòu)可能具有重要的生物學(xué)功能。

倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員在Dr Marina Kuimova和Ramon Vilar教授的領(lǐng)導(dǎo)下，開發(fā)了一種能夠在活細(xì)胞中檢測四鏈DNA的熒光分子，為人們揭開了這種結(jié)構(gòu)的神秘面紗。相關(guān)論文發(fā)表在九月八日的Nature Communications雜志上。

雖然人們已經(jīng)在人類基因組中發(fā)現(xiàn)了一些DNA四鏈體結(jié)構(gòu)，但還不清楚它們的確切作用。有研究表明，DNA四鏈體在癌基因附近的區(qū)域特別普遍。“越來越多的證據(jù)顯示，DNA四鏈體結(jié)構(gòu)涉及了基因的開和關(guān)，”Vilar教授介紹道。

“如果這一點(diǎn)得到證實(shí)，那么四鏈體將會(huì)成為治療癌癥等疾病的重要靶標(biāo)。不過，要闡明四鏈DNA的具體作用，就需要在活細(xì)胞中進(jìn)行研究。我們開發(fā)的熒光分子就能做到這一點(diǎn)，可以幫助人們直接在活細(xì)胞中實(shí)時(shí)監(jiān)控四鏈體的行為。”

研究人員在體外培養(yǎng)的人骨癌細(xì)胞中進(jìn)行了研究，用顯微鏡實(shí)時(shí)觀察了熒光分子與四鏈DNA的相互作用。研究顯示，這種熒光分子可以區(qū)別雙螺旋DNA和四鏈DNA，因?yàn)樗Y(jié)合四鏈體時(shí)發(fā)光時(shí)間更長。

研究人員通過這種方法觀察到了另一種分子取代熒光分子的過程，這種分子能夠很好的與四鏈體結(jié)合。這說明熒光分子可以用來尋找與四鏈體結(jié)合的其他分子。

“在此之前，人們成像細(xì)胞中的四鏈體必須先固定細(xì)胞。但這種操作會(huì)殺死細(xì)胞，難以確定動(dòng)態(tài)環(huán)境中的四鏈體行為，”文章的共同作者Arun Shivalingam說。

Vilar教授補(bǔ)充道：“我們的熒光分子可以在活細(xì)胞中驗(yàn)證四鏈體的潛在結(jié)合分子，這無疑會(huì)大大加快這些DNA結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展。”