左圖為四螺旋DNA的結(jié)構(gòu)模型；右圖為染色的人體細胞核和染色體
北京時間1月23日消息，據(jù)國外媒體報道，在DNA(脫氧核糖核酸)雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)表60周年之際，來自劍橋大學(xué)的科學(xué)家宣稱，他們在人體基因組中發(fā)現(xiàn)了“四螺旋”的DNA結(jié)構(gòu)。
1953年，同樣來自劍橋大學(xué)的詹姆斯·D·沃森和弗朗西斯·克里克在《自然》雜志上發(fā)表了一篇著名的文章，揭示了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。這篇論文如此精簡僅有兩頁，卻開啟了對生物有機體基本奧秘的探索之門，為日后遺傳密碼等的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。而現(xiàn)在，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了具有四鏈螺旋的DNA結(jié)構(gòu)，并將其稱為“G-四聯(lián)體”(G-quadruplexes)，該研究發(fā)表在近期的《自然-化學(xué)》(Nature Chemistry)雜志上。
劍橋大學(xué)在1月20日的聲明稱，G-四聯(lián)體存在于DNA中富含鳥嘌呤(G)的部分。DNA即脫氧核糖核酸的組成單位是核苷酸，其中的糖類與磷酸通過酯鍵相連，組成長鏈骨架。每個糖單位都連接著堿基。DNA中有4種堿基，分別是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，這些堿基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼。
該項研究得到了英國癌癥研究中心的資助，歷時超過十年，通過計算機模擬、實驗室操作和熒光生物標記物等手段，最終在人類癌細胞中確定了這一結(jié)構(gòu)。“接下來的研究將揭示四聯(lián)體的數(shù)量與DNA復(fù)制之間的聯(lián)系，這對于細胞分裂和增殖至關(guān)重要，”劍橋大學(xué)的工作人員解釋道，“通過合成某種分子，我們能夠捕獲并控制這些四螺旋DNA結(jié)構(gòu)，阻止它們進行復(fù)制，從而終止細胞分裂。科學(xué)家認為這一方法或許可以用于終止癌細胞的無限增殖。”
“我們已經(jīng)觀察到捕獲四聯(lián)體與終止細胞分裂之間存在著聯(lián)系，這非常鼓舞人心，”首席研究者，劍橋大學(xué)化學(xué)系教授尚卡·巴拉蘇布拉曼尼(Shankar Balasubramanian)說，“研究發(fā)現(xiàn)四聯(lián)體更常見于快速分裂的細胞——如癌細胞——的基因中。對我們來說，這有力地支持了新的治療途徑，即利用這些四聯(lián)體結(jié)構(gòu)作為未來個性化治療的靶點。”
在此之前，科學(xué)家已經(jīng)證實四螺旋DNA可以在試管中形成，但普遍不認為這種結(jié)構(gòu)能自然存在。劍橋大學(xué)的研究團隊不僅證實了這一點，而且發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)也存在于人類細胞的DNA中。英國癌癥研究中心的工作人員稱，這一成果將被用于疾病的治療。
“該研究進一步突出了這些不尋常的DNA結(jié)構(gòu)用于癌癥治療的潛力，接下來的工作是找到在癌細胞中對其定位的方法，”研究中心的高級科技信息管理員朱莉·夏普(Julie Sharp)博士說，“從DNA結(jié)構(gòu)的提出到現(xiàn)在已經(jīng)有60年，但諸如此類的研究工作表明，探索DNA奧秘的故事還將繼續(xù)下去。”
巴拉蘇布拉曼尼補充道：“四螺旋DNA結(jié)構(gòu)將很可能是選擇性終止癌細胞增殖的關(guān)鍵所在。發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)在人體細胞中的存在是一個真正的里程碑。”