科學家首次在活細胞中追蹤到四重螺旋DNA 或有助於尋找抗癌新療法

新華社北京7月28日新媒體專電 據英國《每日電訊報》網站7月20日報道，自從詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在羅薩琳德·富蘭克林的X射線影象“照片51”的啟發下提出DNA的雙螺旋結構以來，生命組織結構一直保持不變。

現在，距離這項發現已經過去了近70年，英國科學家發現，人們基因的扭曲梯狀結構有時會有兩個額外的“臂”，從而構成一個四邊的“塔”。

專家認為，這種DNA四重螺旋結構只在活的人體細胞中短暫出現，可能與癌症有關。

劍橋大學、帝國理工學院和利茲大學的研究人員組成的一個研究團隊發明了一種熒游標記，能夠附著在一個四重螺旋結構上，從而使科學家能夠首次看到它，並開始發現其在細胞中發揮的作用。

首席研究員、帝國理工學院的馬爾科·迪·安東尼奧博士說：“我們首次能夠證明我們的細胞中存在四重螺旋DNA，是正常細胞過程創造的一種穩定結構。”

“這迫使我們重新思考DNA生物學。這是基礎生物學的一個新領域，能夠開闢診斷和治療癌症等疾病的新途徑。”

他說：“現在我們可以在細胞中實時追蹤G4（DNA G-四鏈體），我們可以直接就其生物學作用發問。我們知道其似乎在癌細胞中更常見，現在我們可以探究其發揮了什麼作用，以及可能如何阻止它，從而可能找到新的治療方法。”

報道稱，科學家此前已經能夠在實驗室中製造出四重螺旋DNA，但不清楚這種DNA是否會出現在活細胞中，以及如果出現在活細胞中其會做什麼。

研究小組認為，G4的四重螺旋結構在DNA中形成以暫時保持其開放和促進轉錄等過程，在這一過程中讀取DNA指令並製備蛋白質。這是一種“基因表達”的形式，即啟用DNA中的部分遺傳密碼。

報道稱，這種新的DNA在與癌症有關的基因中更常見，在癌細胞中大量發現。

科學家現在計劃追蹤特定基因中的四重螺旋結構的角色，看看能否發現其是否能夠影響癌症的發展。如果能的話，可能有助於找到阻止癌症發展的療法。

到目前為止，在細胞中發現四重DNA一直很困難，因為令四重DNA能夠在顯微鏡下被發現的化學探針會破壞遺傳物質，改變其結構。

但是，利茲大學的亞歷克斯·波尼亞維奇博士幫助開發了一種新的標記，能夠令結構保持完整。

他說：“科學家需要特殊的探針來觀察活細胞內的分子——不過，這些探針有時可能與我們試圖看到的物體相互作用。”

他說：“透過單分子顯微鏡，我們可以觀察比以前使用的濃度低1000倍的探針。在這種情況下，我們的探針可以在不影響其穩定性的情況下與G4結合僅幾毫秒，這令我們能夠在不受外界影響的情況下研究G4在其自然環境中的行為。”

科學家們發現，這種四重螺旋DNA形成和消失的速度非常快，這表明其在那裡是迅速發揮某種作用，如果持續時間過長，可能會對正常的細胞過程造成破壞。