子科生物報(bào)道：眾所周知，DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)的。不過(guò)，澳大利亞加文醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人類基因組中還包含5萬(wàn)多個(gè)獨(dú)特的“結(jié)”狀DNA結(jié)構(gòu)，稱為i-motif。

他們?cè)凇禘MBO雜志》上發(fā)表了這些獨(dú)特DNA結(jié)構(gòu)的首張綜合圖譜，揭示了它們?cè)诩膊∠嚓P(guān)的基因調(diào)控中的潛在作用。

2018年，加文醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家們利用他們開(kāi)發(fā)的一種抗體工具，首次在人類活體細(xì)胞內(nèi)直接觀察到i-motif，但這種結(jié)構(gòu)在人類基因組中的豐度和分布仍不清楚。目前的這項(xiàng)研究是以此為基礎(chǔ)，利用這種抗體來(lái)鑒定整個(gè)基因組中i-motif的位置。

通訊作者、加文醫(yī)學(xué)研究所靶向治療中心主任Daniel Christ教授表示：“在這項(xiàng)研究中，我們繪制出人類基因組中5萬(wàn)多個(gè)i-motif位點(diǎn)，這些位點(diǎn)出現(xiàn)在我們研究的所有三種細(xì)胞類型中?！?/p>

“對(duì)于一種曾備受爭(zhēng)議的DNA結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常高的數(shù)字。我們的研究結(jié)果證實(shí)，i-motif不是實(shí)驗(yàn)室的奇異現(xiàn)象，而是廣泛存在的，并且可能在基因組功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用，”他說(shuō)。

i-motif可能調(diào)控基因活性

i-motif 是一種不同于標(biāo)志性雙螺旋形狀的DNA結(jié)構(gòu)。它們是在同一條DNA鏈上的胞嘧啶堿基相互配對(duì)時(shí)形成的，產(chǎn)生了一種從雙螺旋結(jié)構(gòu)中突出的扭曲DNA“結(jié)”。

研究人員利用高親和力的 i-motif 免疫沉淀以及測(cè)序，繪制了人類MCF7、U2OS和HEK293T細(xì)胞中基因組DNA上的i-motif圖譜。

他們發(fā)現(xiàn)，i-motif并非隨機(jī)分散的，而是集中在基因組的關(guān)鍵功能區(qū)域，包括控制基因活性的區(qū)域。

第一作者Cristian David Pe?a Martinez 表示：“我們發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞周期的特定時(shí)間內(nèi)，i-motif與高度活躍的基因有關(guān)。這表明它們?cè)谡{(diào)節(jié)基因活性方面發(fā)揮著動(dòng)態(tài)作用?！?/p>

“我們還發(fā)現(xiàn)，i-motif 出現(xiàn)在癌基因的啟動(dòng)子區(qū)域，比如Myc基因，它編碼了癌癥中知名的'不可成藥'靶點(diǎn)之一。這為研究人員帶來(lái)了機(jī)會(huì)，有望通過(guò)i-motif結(jié)構(gòu)靶向致病基因，”他說(shuō)。

i -motif為診斷和治療帶來(lái)希望

加文醫(yī)學(xué)研究所首席科學(xué)官Sarah Kummerfeld 副教授稱：“i-motif廣泛存在于這些熱門靶點(diǎn)的附近，有望帶來(lái)診斷和治療的新方法。也許人們能設(shè)計(jì)出以i-motif為靶點(diǎn)的藥物來(lái)影響基因表達(dá)，這可能會(huì)擴(kuò)大目前的治療選擇?！?nbsp;

Christ教授補(bǔ)充說(shuō)，i-motif的繪制得益于加文研究所在抗體開(kāi)發(fā)和基因組學(xué)研究方面的特長(zhǎng)?！斑@項(xiàng)研究是一個(gè)例子，說(shuō)明了基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新如何結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)改變范式的發(fā)現(xiàn)，”他談道。