第一次在活人体细胞中追踪四点螺旋DNA形成

四纤维螺旋DNA（绿色）的例证形成。

在活性人体细胞中追踪了四链DNA的形成，使科学家能够了解它是如何工作的，以及其在癌症中可能的作用。

DNA通常形成1953年发现的经典双螺旋形状 - 彼此缠绕的两个股线。在试管中形成了几种其他结构，但这并不一定意味着它们在活细胞内形成。

“首次，我们能够证明在我们的细胞中存在四肢螺旋DNA，作为由正常细胞过程产生的稳定结构。” - Marco di Antonio博士

先前已在细胞中检测到具有名为DNA G-QuadrupleS（G4S）的四重螺旋结构。然而，所需的技术需要杀死细胞或使用高浓度的化学探针以显示G4形成，因此迄今为止尚未跟踪正常情况下的活细胞内的实际存在。

来自剑桥大学，伦敦和利兹大学剑桥大学的研究小组发明了一种荧光标记，能够在生活人体细胞中依附于G4，允许他们第一次看到结构形式如何以及它扮演的角色如何细胞。

该研究于2020年7月20日出版，自然化学。

重新思考DNA的生物学

领导研究人员之一Marco di Antonio博士，他在Shankar Balasubramanian教授实验室开始在剑桥大学工作，现在在帝国帝国化学系领导研究团队：“首次，我们能够证明在我们的细胞中存在四肢螺旋DNA，作为通过正常细胞过程产生的稳定结构。这迫使我们重新思考DNA的生物学。这是一个基本生物学的新领域，可以在癌症等疾病的诊断和治疗中开辟新的途径。

荧光四点螺旋DNA的显微镜图像。

“现在我们可以实时跟踪G4s，我们可以直接向他们的生物学作用直接问。我们知道癌细胞似乎更普遍，现在我们可以探讨它在扮演的角色和可能如何阻止它，可能设计新疗法。“

该团队认为在DNA中的G4S形式，以便暂时保持其开放和促进转录的过程，其中读取DNA指令并进行蛋白质。这是一种“基因表达”的形式，其中DNA中的一部分遗传密码被激活。

G4s似乎更常见于癌症中涉及的基因，并且在癌细胞中的较大数字中检测到。随着现在的能力一次，该团队表示他们可以追踪他们在特定基因内的角色以及这些表达癌症的作用。这一基本知识可以揭示中断过程的药物的新目标。

自然形成

该团队能够通过图像图像图像的突破来了一点探讨了通常用于探测细胞的工作的机制。以前，该团队使用了可以找到和附着在G4s上的抗体和分子，但是这些需要非常高的“探针分子”。这意味着探针分子可能破坏DNA并实际上使它们形成G4s，而不是检测它们天然形成。

Aleks Ponjavic博士，现在是LEED大学物理学与天文学和食品科学和营养学院的学术，共同领导了戴维克伦曼教授实验室的研究，并开发了用显微镜观察新荧光标记的方法。

他说：“科学家需要特殊的探针在生物细胞内看到分子，但这些探针有时可以与我们试图看到的物体互动。通过使用单分子显微镜，我们可以观察比以前使用的1000倍的较低浓度的探针。在这种情况下，我们的探针在没有影响其稳定性的情况下绑定到G4的G4，这使我们能够在没有外部影响的情况下研究G4行为。“

对于新探头，该团队使用了一个非常有“亮”荧光分子，少量设计用于非常容易地粘在G4s上。少量意味着他们无法希望在细胞中映像每个G4，而是可以识别和跟踪单个G4s，从而允许它们了解其基本的生物学作用而不会对细胞的总体流行和稳定性扰乱它们的基本生物学作用。

该团队能够表明G4s似乎非常快速地形成和消散，表明它们只能表现出某种功能，并且可能是它们持续时间太长，它们可能对正常细胞过程有毒。

参考：由Marco迪安东尼奥，阿莱克斯Ponjavic，安塔纳斯Radzevičius，罗汉T.拉纳辛哈，马科卡塔拉诺，张晓云，祯沉，莉莎-玛利亚尼德姆，史蒂芬F.李“的DNA G-四链体的形成在活细胞中的单分子可视化”， David Klenerman和Shankar Balasubramanian，2020年7月20日，Nature Chemisty.doi：
10.1038 / S41557-020-0506-4