科學家最新找到一種難以捉摸的DNA「纏結」

這是DNA，但不是我們所知道的，在一個世界上，澳大利亞的研究人員已經發現了一種新的DNA結構，叫做「i-motif」細胞。DNA的一個扭曲的「結」，在活細胞中從來沒有直接看到過。這一新的發現來自Garvan醫學研究所，發表在《自然化學》的主要期刊上。體內細胞深處有我們的DNA，DNA編碼中的信息——所有60億個A、C、G和T字母——為我們的身體如何構建以及它們如何工作提供了精確的指導。自從1953年詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克發現了DNA的結構後，這個標誌性的「雙螺旋」DNA的形狀就已經引起了公眾的想像。

對細胞內的i-motif DNA結構的概念圖，以及用於檢測它的抗體的工具，圖片：Chris Hammang

然而，現在已知的是，DNA的短段可以存在於其他形狀中，至少在實驗室中——科學家們懷疑這些不同的形狀可能在DNA密碼的「讀取」過程中起著重要的作用。新形狀與雙鏈DNA雙螺旋結構完全不同。聯合主持這項研究的副教授丹尼爾·克里斯特(Daniel Christ)說：當我們大多數人想到DNA時，我們想到的是雙螺旋結構，這項新的研究提醒我們，完全不同的DNA結構存在——而且很可能對我們的細胞很重要。副教授Marcel Dinger(他是位於Garvan的臨床基因組學的Kinghorn中心的負責人)說：i-motif是一個DNA的四個鏈結」，世衛組織與基督教授共同主持了這項研究。

在結狀結構中，相同DNA鏈上的C字母相互結合——所以這與雙螺旋結構非常不同，在那裡，『字母』在相反的線上相互識別，而Cs與Gs(鳥嘌呤)結合在一起。雖然研究人員之前已經看到了i-motif，並對其進行了詳細的研究，但只有在實驗室中，在人工條件下，而不是在細胞內，它才被發現。事實上，該領域的科學家們一直在爭論，「i-motif "節」是否會存在於所有生物體內，這一問題得到了新發現的解決。為了檢測細胞內的i-motifs，研究人員開發了一種精確的新工具——一種抗體分子的片段——它可以特別識別並附著在具有很高親和力的i-motifs上。

到目前為止，缺乏針對i-motifs的特異性抗體已經嚴重阻礙了對其作用的理解。關鍵的是，抗體片段並沒有檢測螺旋狀的DNA，也沒有識別「g - 4型結構」(結構上類似的四鏈DNA排列)。有了這個新工具，研究人員發現了一系列人類細胞系中「i-motifs」的位置。利用熒光技術來定位i-motifs的位置，他們在細胞核中發現了許多綠色的斑點，這表明了i-motifs的位置。最讓我們興奮的是，可以看到綠色的焦點——隨著時間的推移而出現和消失，所以知道它們正在形成、溶解和形成，研究支撐了這項研究的發現。

研究人員發現，i-motifs大多是在細胞的「生命周期」(即晚期G1期)的某個特定點形成的，當DNA被積極地「閱讀」時。在一些啟動子區域(控制基因是否開啟或關閉的DNA區域)和染色體端粒(染色體端粒)中出現了i-motifs，這在衰老過程中很重要。i-motifs的出現和發展是他們所做事情的一個線索。似乎有可能幫助開關基因，並影響基因是否被積極地閱讀。i-motifs的短暫性解釋了為什麼它們在細胞中很難追蹤到現在。馬塞爾·丁格教授說：發現細胞中一種全新的DNA形式是令人興奮的。這些發現將為我們進一步了解DNA的新形態，以及它是否會對健康和疾病產生影響奠定了基礎。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻：自然化學｜來自：加文醫學研究所

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