伦敦帝国学院海莉·邓宁著 四螺旋DNA
学分:伦敦帝国理工学院 新的探针使科学家能够看到四链脱氧核糖核酸与活的人类细胞内的分子相互作用，从而阐明其在细胞过程中的作用
脱氧核糖核酸通常形成典型的两股相互缠绕的双螺旋形状
虽然脱氧核糖核酸可以在试管中形成一些更奇特的形状，但在真正的活细胞中很少见到
然而，四链脱氧核糖核酸，被称为G-四链体，最近被发现在人类细胞中自然形成
现在，在今天发表在《自然通讯》上的一项新研究中，由伦敦帝国理工学院的科学家领导的一个小组创造了新的探针，可以观察G-四链体如何与活细胞内的其他分子相互作用
g-四链体在癌细胞中的浓度较高，因此被认为在疾病中起作用
这些探针揭示了G-四链体是如何被某些蛋白质“解开”的，还可以帮助识别与G-四链体结合的分子，从而找到可能破坏其活性的潜在新药靶点
大海捞针 该论文的主要作者之一，来自帝国理工学院化学系的本·刘易斯说:“不同的脱氧核糖核酸形状会对所有与之相关的过程产生巨大的影响——比如阅读、复制或表达遗传信息
“越来越多的证据表明，G-四链体在许多对生命至关重要的过程和一系列疾病中发挥着重要作用，但缺失的一环是直接在活细胞中成像这种结构
" g-四链体在细胞内很少见，这意味着检测这种分子的标准技术很难特异性地检测它们
本·刘易斯将这个问题描述为“大海捞针，但针也是由干草制成的”
" 为了解决这个问题，帝国理工学院化学系的维拉和库伊莫娃小组的研究人员与医学研究委员会伦敦医学科学研究所的万尼尔小组合作
用新探针染色的活细胞细胞核DNA的荧光寿命成像显微图
颜色代表9(红色)到13(蓝色)纳秒之间的荧光寿命
学分:伦敦帝国理工学院 他们使用了一种叫做DAOTA-M2的化学探针，它在G-四链体存在的情况下发出荧光(发光)，但是他们没有监测荧光的亮度，而是监测这种荧光持续多长时间
这个信号不依赖于探针或G-四链体的浓度，这意味着它可以用来清晰地观察这些稀有分子
医生
帝国理工学院化学系的玛丽娜·库伊莫娃说:“通过应用这种更复杂的方法，我们可以消除阻碍开发这种DNA结构的可靠探针的困难
" 直视活细胞 该团队使用探针研究了G-四链体与两种解旋酶蛋白质的相互作用，这两种蛋白质是“解开”DNA结构的分子
他们表明，如果这些解旋酶蛋白被去除，会出现更多的G-四链体，这表明解旋酶在解旋中起作用，从而分解G-四链体
医生
来自伦敦医学科学研究院和帝国医院临床科学研究所的让·巴普蒂斯特·瓦尼耶说:“过去，我们不得不依靠观察这些解旋酶作用的间接迹象，但现在我们直接在活细胞内观察它们
" 他们还检测了活细胞中其他分子与G-四链体相互作用的能力
如果一个分子被引入到细胞中，并与这种结构结合，它将取代DAOTA-M2探针并缩短其寿命
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荧光持续多长时间
这使得在活细胞的细胞核内研究相互作用成为可能，也使得更多的分子，比如那些没有荧光并且在显微镜下看不到的分子，得到更好的理解
帝国理工学院化学系的拉蒙·维拉教授解释说:“许多研究人员都对G-四链体结合分子作为治疗癌症等疾病的潜在药物的潜力感兴趣
我们的方法将有助于增进我们对这些潜在新药的了解
" 帝国理工学院化学系的另一位主要作者彼得·萨默斯说:“这个项目是一个极好的机会，可以让我们在化学、生物学和物理学的交叉领域工作
没有所有三个研究小组的专业知识和密切的工作关系，这是不可能的
" 这三个小组打算继续合作，改进他们探针的性能，探索新的生物学问题，进一步阐明G-四链体在我们活细胞中的作用
这项研究由帝国前沿研究卓越基金资助
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