Nat Genet:科學家首次發現四倍螺旋DNA 或助力靶向性癌症療法的開發

2021-01-10 生物谷

圖片來源：medicalxpress.com

2016年9月21日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一項發表在國際雜誌Nature Genetics上的研究報告中，來自英國癌症研究劍橋學院等機構的研究人員通過研究在人類細胞的基因組中鑑別出了四股DNA的存在，這或為後期開發治療癌症的新型靶向性療法提供新的思路和希望。文章中，研究者發現，這些四倍螺旋的結構或許發生於控制基因表達的DNA區域中，尤其是控制癌症基因表達的區域，這就表明，這些四倍螺旋結構或許在開啟或關閉基因表達上扮演著重要的角色，而相關研究結果也為癌症診斷以及新型靶向療法的開發提供了一定思路。

很多人對DNA雙螺旋結構非常熟悉，但本文中研究者卻發現了四倍螺旋結構DNA的存在，這些結構通常被稱之為G-四鏈體，其形成於富含鳥嘌呤的DNA區域中，通常縮寫為「G」；文章中研究者首先在人類細胞中首次發現這種G-四鏈體結構，但他們並不清楚這些結構在基因組中的具體位點，以及其所扮演的角色，儘管研究者推測這些結構域特定的癌症基因直接相關。

研究者Shankar Balasubramanian說道，這些結構和癌症之間有著許多不同的連接，但大部分都是研究者假設的，本文中研究者發現，甚至在非癌細胞中，這些結構都會通過特殊的方式來開啟或關閉基因的表達。通過對癌變前的人類細胞系開始進行研究，研究者利用小分子就能夠改變細胞的狀態從而來觀察G-四鏈體結構出現的位置，他們對將近1萬個G-四鏈體結構進行檢測，這些G-四鏈體位於開啟或關閉基因相關的DNA區域中，尤其是和癌症相關的基因。

研究者指出，G-四鏈體結構的存在和很多相關基因的輸出直接相關，而且G-四鏈體在表觀遺傳學標記上也扮演者類似的角色，表觀遺傳學標記是一種小型的化學性修飾，其能夠影響DNA序列被翻譯的方式並且控制特定基因表達的開啟或關閉。本文研究結果表明，G-四鏈體或可作為開發早期癌症診斷和療法的新型分子靶點，尤其是靶向作用癌細胞的小分子療法。Balasubramanian說道，如今我們正在通過研究來解釋為何特定癌細胞對於靶向作用G-四鏈體的小分子變得非常敏感，其中一個很簡單的原因很有可能是在癌變前細胞和癌症細胞中存在較多的G-四鏈體結構，因此就會存在許多小分子作用的靶點，而且相比非癌細胞而言，癌細胞很有可能對於多種幹預措施變得敏感。

本文研究或為後期新型癌症療法的開發提供新的思路，也為選擇性靶向作用癌細胞提供一定研究基礎；文章第一作者Robert H？nsel-Hertsch指出，我們發現，G-四鏈體結構似乎存在於基因組中的特定位置中，在這些位置，諸如轉錄因子等蛋白質能夠控制細胞命運和功能，本文研究結果表明，這些G-四鏈體結構能夠幫助調節基因中信息編碼和解碼的通路。

最後研究者Emma Smith說道，解析癌細胞開啟或關閉基因表達的基礎過程或將幫助科學家們開發抵禦多種癌症和疾病的新型療法，同時闡明癌細胞的弱點也將幫助研究者們有效抵禦癌症，並且開發一些對健康細胞副作用較小的療法，研究者認為，後期他們仍然需要開展更為深入的研究從而為早期開發出高效的抗癌療法提供一定幫助。（生物谷Bioon.com）

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G-quadruplex structures mark human regulatory chromatin

Robert Hänsel-Hertsch, Dario Beraldi, Stefanie V Lensing, Giovanni Marsico, Katherine Zyner, Aled Parry, Marco Di Antonio, Jeremy Pike, Hiroshi Kimura, Masashi Narita, David Tannahill & Shankar Balasubramanian

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