科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
DNA因其標(biāo)志性的雙螺旋結(jié)構(gòu)而廣為人知。但澳大利亞加文醫(yī)學(xué)研究所科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人類基因組還含有超過(guò)5萬(wàn)個(gè)不尋常的“結(jié)”狀DNA結(jié)構(gòu)，稱為i-基序。最新一期《EMBO雜志》發(fā)表了這些獨(dú)特DNA結(jié)構(gòu)的第一張綜合圖譜，揭示了它們?cè)谂c疾病有關(guān)的基因調(diào)控中的潛在作用。
2018年，加文研究所團(tuán)隊(duì)在一個(gè)里程碑式的研究中，首次使用他們開(kāi)發(fā)的新抗體工具，直接在活的人類細(xì)胞內(nèi)可視化i-基序。此次研究正是基于這些發(fā)現(xiàn)，利用同樣的抗體來(lái)識(shí)別整個(gè)基因組中的i-基序位置。
本研究在人類基因組中確定了超過(guò)5萬(wàn)個(gè)i-基序的存在地點(diǎn)，這些位點(diǎn)在所研究的三種細(xì)胞類型中均有出現(xiàn)。這一數(shù)目對(duì)于曾經(jīng)備受爭(zhēng)議的DNA結(jié)構(gòu)而言是非常顯著的，它證明了i-基序不僅普遍存在，而且在基因組功能中扮演著重要角色。
i-基序是一種不同于經(jīng)典雙螺旋形狀的DNA結(jié)構(gòu)。當(dāng)同一DNA鏈上的胞嘧啶字母相互配對(duì)時(shí)，就會(huì)形成i-基序，從而形成從雙螺旋中伸出的四鏈扭曲結(jié)構(gòu)。
團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，i-基序并非隨機(jī)分布，而是集中在基因組的關(guān)鍵功能區(qū)域，包括控制基因活動(dòng)的區(qū)域，其在調(diào)節(jié)基因活性方面發(fā)揮著動(dòng)態(tài)作用。
研究還發(fā)現(xiàn)，i-基序編碼了某些在癌癥中難以治療的目標(biāo)蛋白，而這些i-基序也廣泛分布在與難治性癌癥相關(guān)的序列附近，這為通過(guò)針對(duì)i-基序來(lái)治療癌癥提供了潛在的策略。
團(tuán)隊(duì)表示，他們將設(shè)計(jì)出針對(duì)i-基序影響基因表達(dá)的藥物。這項(xiàng)研究展示了基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新如何結(jié)合在一起，推動(dòng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)入一個(gè)新的階段。
總編輯圈點(diǎn)
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，在生命科學(xué)領(lǐng)域具有里程碑意義，科學(xué)家憑此開(kāi)啟了分子生物學(xué)的新紀(jì)元。不過(guò)，可以肯定的是，在神秘的遺傳物質(zhì)世界里，依然蘊(yùn)藏著無(wú)數(shù)未知的奧秘等待科學(xué)家去探索。i-基序的發(fā)現(xiàn)便是一個(gè)典型案例。它更進(jìn)一步地揭開(kāi)了DNA結(jié)構(gòu)的神秘面紗，幫助我們了解該結(jié)構(gòu)與人類重大疾病之間的微妙關(guān)系，有望助推癌癥基因療法進(jìn)一步走向成熟。
