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    科学家最新找到一种难以捉摸的DNA“缠结”

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      普朗克

      这是DNA,但不是我们所知道的,在一个世界上,澳大利亚的研究人员已经发现了一种新的DNA结构,叫做“i-motif”细胞。DNA的一个扭曲的“结”,在活细胞中从来没有直接看到过。这一新的发现来自Garvan医学研究所,发表在《自然化学》的主要期刊上。体内细胞深处有我们的DNA,DNA编码中的信息——所有60亿个A、C、G和T字母——为我们的身体如何构建以及它们如何工作提供了精确的指导。自从1953年詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克发现了DNA的结构后,这个标志性的“双螺旋”DNA的形状就已经引起了公众的想象。

      科学家最新找到一种难以捉摸的DNA“缠结”

      对细胞内的i-motif DNA结构的概念图,以及用于检测它的抗体的工具,图片:Chris Hammang

      然而,现在已知的是,DNA的短段可以存在于其他形状中,至少在实验室中——科学家们怀疑这些不同的形状可能在DNA密码的“读取”过程中起着重要的作用。新形状与双链DNA双螺旋结构完全不同。联合主持这项研究的副教授丹尼尔·克里斯特(Daniel Christ)说:当我们大多数人想到DNA时,我们想到的是双螺旋结构,这项新的研究提醒我们,完全不同的DNA结构存在——而且很可能对我们的细胞很重要。副教授Marcel Dinger(他是位于Garvan的临床基因组学的Kinghorn中心的负责人)说:i-motif是一个DNA的四个链结”,世卫组织与基督教授共同主持了这项研究。

      在结状结构中,相同DNA链上的C字母相互结合——所以这与双螺旋结构非常不同,在那里,‘字母’在相反的线上相互识别,而Cs与Gs(鸟嘌呤)结合在一起。虽然研究人员之前已经看到了i-motif,并对其进行了详细的研究,但只有在实验室中,在人工条件下,而不是在细胞内,它才被发现。事实上,该领域的科学家们一直在争论,“i-motif '节”是否会存在于所有生物体内,这一问题得到了新发现的解决。为了检测细胞内的i-motifs,研究人员开发了一种精确的新工具——一种抗体分子的片段——它可以特别识别并附着在具有很高亲和力的i-motifs上。

      到目前为止,缺乏针对i-motifs的特异性抗体已经严重阻碍了对其作用的理解。关键的是,抗体片段并没有检测螺旋状的DNA,也没有识别“g – 4型结构”(结构上类似的四链DNA排列)。有了这个新工具,研究人员发现了一系列人类细胞系中“i-motifs”的位置。利用荧光技术来定位i-motifs的位置,他们在细胞核中发现了许多绿色的斑点,这表明了i-motifs的位置。最让我们兴奋的是,可以看到绿色的焦点——随着时间的推移而出现和消失,所以知道它们正在形成、溶解和形成,研究支撑了这项研究的发现。

      研究人员发现,i-motifs大多是在细胞的“生命周期”(即晚期G1期)的某个特定点形成的,当DNA被积极地“阅读”时。在一些启动子区域(控制基因是否开启或关闭的DNA区域)和染色体端粒(染色体端粒)中出现了i-motifs,这在衰老过程中很重要。i-motifs的出现和发展是他们所做事情的一个线索。似乎有可能帮助开关基因,并影响基因是否被积极地阅读。i-motifs的短暂性解释了为什么它们在细胞中很难追踪到现在。马塞尔·丁格教授说:发现细胞中一种全新的DNA形式是令人兴奋的。这些发现将为我们进一步了解DNA的新形态,以及它是否会对健康和疾病产生影响奠定了基础。

      博科园-科学科普|参考期刊文献:自然化学|来自:加文医学研究所

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