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剑桥大学的科学家在人体癌细胞中发现四螺旋DNA结构
剑桥大学的科学家在人体癌细胞中发现四螺旋DNA结构
来源:新浪科技 | 2013/1/23 12:56:29 | 浏览:1189 | 评论:0

  北京时间1月23日消息,据国外媒体报道,在DNA(脱氧核糖核酸)双螺旋结构发表60周年之际,来自剑桥大学的科学家宣称,他们在人体基因组中发现了“四螺旋”的DNA结构。

剑桥大学的科学家在人体癌细胞中发现四螺旋DNA结构
左图为四螺旋DNA的结构模型;右图为染色的人体细胞核和染色体

  1953年,同样来自剑桥大学的詹姆斯·D·沃森和弗朗西斯·克里克在《自然》杂志上发表了一篇著名的文章,揭示了DNA分子的双螺旋结构。这篇论文如此精简仅有两页,却开启了对生物有机体基本奥秘的探索之门,为日后遗传密码等的发现奠定了基础。而现在,科学家又发现了具有四链螺旋的DNA结构,并将其称为“G-四联体”(G-quadruplexes),该研究发表在近期的《自然-化学》(Nature Chemistry)杂志上。

  剑桥大学在1月20日的声明称,G-四联体存在于DNA中富含鸟嘌呤(G)的部分。DNA即脱氧核糖核酸的组成单位是核苷酸,其中的糖类与磷酸通过酯键相连,组成长链骨架。每个糖单位都连接着碱基。DNA中有4种碱基,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列,可组成遗传密码。

  该项研究得到了英国癌症研究中心的资助,历时超过十年,通过计算机模拟、实验室操作和荧光生物标记物等手段,最终在人类癌细胞中确定了这一结构。“接下来的研究将揭示四联体的数量与DNA复制之间的联系,这对于细胞分裂和增殖至关重要,”剑桥大学的工作人员解释道,“通过合成某种分子,我们能够捕获并控制这些四螺旋DNA结构,阻止它们进行复制,从而终止细胞分裂。科学家认为这一方法或许可以用于终止癌细胞的无限增殖。”

  “我们已经观察到捕获四联体与终止细胞分裂之间存在着联系,这非常鼓舞人心,”首席研究者,剑桥大学化学系教授尚卡·巴拉苏布拉曼尼(Shankar Balasubramanian)说,“研究发现四联体更常见于快速分裂的细胞——如癌细胞——的基因中。对我们来说,这有力地支持了新的治疗途径,即利用这些四联体结构作为未来个性化治疗的靶点。”

  在此之前,科学家已经证实四螺旋DNA可以在试管中形成,但普遍不认为这种结构能自然存在。剑桥大学的研究团队不仅证实了这一点,而且发现该结构也存在于人类细胞的DNA中。英国癌症研究中心的工作人员称,这一成果将被用于疾病的治疗。

  “该研究进一步突出了这些不寻常的DNA结构用于癌症治疗的潜力,接下来的工作是找到在癌细胞中对其定位的方法,”研究中心的高级科技信息管理员朱莉·夏普(Julie Sharp)博士说,“从DNA结构的提出到现在已经有60年,但诸如此类的研究工作表明,探索DNA奥秘的故事还将继续下去。”

  巴拉苏布拉曼尼补充道:“四螺旋DNA结构将很可能是选择性终止癌细胞增殖的关键所在。发现该结构在人体细胞中的存在是一个真正的里程碑。”

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