雙螺旋升級了:人體首次發現四螺旋DNA

2021-01-12 瀟湘名醫

眾所周知，DNA是生物體發育和正常運作必不可少的大分子，其結構為雙螺旋。但是這一結構有時會加倍。如今，研究人員首次在健康人體細胞中發現了四螺旋DNA結構。

此前研究人員曾在一些癌細胞和實驗室的化學實驗中發現四螺旋DNA，這是第一次在健康的人類活體細胞中發現這種結構，而且它是由正常細胞過程產生的穩定結構。

「毫無疑問，我們已經證明了四股DNA可以在活細胞中形成。這迫使我們重新思考DNA的生物學特徵。」英國帝國理工學院的Marco Di Antonio說。

DNA分子由腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鳥嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）4種鹼基組成，它們有多種結合的方式。G作為其中唯一能夠與自身結合的鹼基，當4個G形成一個正方形時，就構成了一個四螺旋結構。

Di Antonio和同事通過在活體細胞的DNA上附加一種新的螢光標記，從而能夠觀察到人體組織中的四螺旋結構。他表示，這一發現可能會提高人們對遺傳物質是如何洩露信息的理解。

「我們知道DNA的作用，但細胞是如何知道在哪裡表達基因以及製造多少蛋白質的呢？」Di Antonio說。

研究人員在近日發表於《自然—化學》的研究中推測，四螺旋結構的形成是為了保持分子的開放性，便於閱讀遺傳密碼，從而產生蛋白質。它可能還影響著產生每種蛋白質的含量。

通常，上述功能是由表觀遺傳標記（DNA上的化學標記，可以增加或減少基因的活性）實現的，而DNA的四螺旋結構似乎也具有類似的作用。

「四螺旋DNA的形成和表觀遺傳標記之間存在某種串擾，四螺旋本身就是一種表觀遺傳標記。」Di Antonio說

東安格利亞大學的Zo Waller認為，這項研究為四螺旋結構是正常DNA調節和功能一部分的觀點提供了證據，人們對DNA雙螺旋結構的看法可能已經過時了。這項研究證明DNA的結構或形狀不是固定的。

【來源：中國科學報】

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