在活的人类细胞中发现了神秘的新DNA结构

在这项新的研究中，Christ和他在加文研究所的同事Mahdi Zeraati和Marcel Dinger开发了一种抗体片段，可以专门寻找i-motif并与之结合。这种抗体带有在荧光灯下发光的生物标记。通过这种方式，研究小组能够通过识别细胞核中的荧光标记来绘制i-motif的位置。

克里斯特说，这种方法确实“推动了”我们对i-motifs的理解，因为知道它们在哪里出现可以为它们可能在做什么提供线索。人类DNA代表了巧妙包装的奇迹。如果一个细胞的DNA被拉伸，它将延伸约6.5英尺(约2米)。在仅6微米(0.0002英寸)宽的空间内塞入30亿个碱基对的必然性意味着遗传物质以复杂的模式排列和折叠。

在这种复杂的结构中，双螺旋结构占主导地位，但Christ说他的团队发现i-motif结构“相当常见”。丁格在一封电子邮件中说，虽然他们还不能估计DNA中i-motif的实际数量，但每个基因组中可能有10,000个i-motif。它们也是“动态的”，这意味着它们可以根据条件折叠和展开。

这种结构主要由胞嘧啶组成，胞嘧啶是DNA(和RNA)中发现的四个主要碱基之一，另外还有腺嘌呤、鸟嘌呤和胸腺嘧啶。在DNA的双螺旋结构中，胞嘧啶通常与鸟嘌呤结合，但在i-motif中，胞嘧啶相互结合形成双螺旋结构的分支。

这种奇特的结构似乎也有利于酸性环境。这些都是i-motif在20世纪90年代的实验室实验中被检测到的情况，最新的研究发现，当环境变得更酸性时，这种结构在人类细胞内的流行程度会增加。

那么这些结构为什么存在呢?科学家们还不确定，但一些因素表明，它们可能在调节基因产生方面发挥作用。密西西比大学化学和生物化学教授兰迪·瓦德金斯(Randy Wadkins)没有参与这项研究，他说，一个原因是i-motif主要发生在DNA结构中基因制造的“上游”。

Wadkins解释说:“我们在人类基因组中有大约3万个基因，但它们并不是一直都在合成的——这不是一个连续的过程。”“这些机制可能就像基因形成之初的刻度盘一样，决定了你是制造少量还是大量的这种基因。i-motifs通常位于像这样的表盘所在的地方。”

Wadkins的实验室一直在研究i-motif在癌症中的可能作用。癌细胞的问题是它们繁殖迅速，生长不受控制。如果i-motif结构在调控肿瘤生长信号基因中发挥作用，那么它可能为未来的治疗提供一个靶点，以阻止癌症的扩散。

“如果你能找到一种单独与i-motif相互作用的小分子，那么你可能能够调节肿瘤细胞的形成，”Wadkins说，并补充说，目前这只是推测。

紧接着的下一步将是确认澳大利亚团队的发现，然后深入研究这些新DNA结构的细节和功能。正如丁格所说，科学家们才刚刚开始了解人类DNA的所有形式和功能。

丁格说:“我们只能解释大约2%的人类基因组。”“其中大部分的功能仍然是一个谜——i-motif的发现为我们提供了一个新的视角，通过它我们可以观察基因组并了解它是如何工作的。”18新利最新登入