雙螺旋升級瞭:人體首次發現四螺旋DNA

作者 | 徐銳

雙螺旋升級瞭:人體首次發現四螺旋DNA

升級的雙螺旋結構 圖片來源:Ella Maru Studio

眾所周知,DNA是生物體發育和正常運作必不可少的大分子,其結構為雙螺旋。但是這一結構有時會加倍。如今,研究人員首次在健康人體細胞中發現瞭四螺旋DNA結構。

此前研究人員曾在一些癌細胞和實驗室的化學實驗中發現四螺旋DNA,這是第一次在健康的人類活體細胞中發現這種結構,而且它是由正常細胞過程產生的穩定結構。

“毫無疑問,我們已經證明瞭四股DNA可以在活細胞中形成。這迫使我們重新思考DNA的生物學特征。”英國帝國理工學院的Marco Di Antonio說。

DNA分子由腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鳥嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)4種堿基組成,它們有多種結合的方式。G作為其中唯一能夠與自身結合的堿基,當4個G形成一個正方形時,就構成瞭一個四螺旋結構。

雙螺旋升級瞭:人體首次發現四螺旋DNA

Di Antonio和同事通過在活體細胞的DNA上附加一種新的熒光標記,從而能夠觀察到人體組織中的四螺旋結構。他表示,這一發現可能會提高人們對遺傳物質是如何泄露信息的理解。

“我們知道DNA的作用,但細胞是如何知道在哪裡表達基因以及制造多少蛋白質的呢?”Di Antonio說。

研究人員在近日發表於《自然—化學》的研究中推測,四螺旋結構的形成是為瞭保持分子的開放性,便於閱讀遺傳密碼,從而產生蛋白質。它可能還影響著產生每種蛋白質的含量。

雙螺旋升級瞭:人體首次發現四螺旋DNA

通常,上述功能是由表觀遺傳標記(DNA上的化學標記,可以增加或減少基因的活性)實現的,而DNA的四螺旋結構似乎也具有類似的作用。

“四螺旋DNA的形成和表觀遺傳標記之間存在某種串擾,四螺旋本身就是一種表觀遺傳標記。”Di Antonio說

東安格利亞大學的Zoë Waller認為,這項研究為四螺旋結構是正常DNA調節和功能一部分的觀點提供瞭證據,人們對DNA雙螺旋結構的看法可能已經過時瞭。這項研究證明DNA的結構或形狀不是固定的。

相關論文信息:

https://doi.org/10.1038/s41557-020-0506-4

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