• 发布日期：2024-09-03
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子科生物报道：众所周知，DNA是双螺旋结构的。不过，澳大利亚加文医学研究所的科学家发现，人类基因组中还包含5万多个独特的“结”状DNA结构，称为i-motif。

他们在《EMBO杂志》上发表了这些独特DNA结构的首张综合图谱，揭示了它们在疾病相关的基因调控中的潜在作用。

2018年，加文医学研究所的科学家们利用他们开发的一种抗体工具，首次在人类活体细胞内直接观察到i-motif，但这种结构在人类基因组中的丰度和分布仍不清楚。目前的这项研究是以此为基础，利用这种抗体来鉴定整个基因组中i-motif的位置。

通讯作者、加文医学研究所靶向治疗中心主任Daniel Christ教授表示：“在这项研究中，我们绘制出人类基因组中5万多个i-motif位点，这些位点出现在我们研究的所有三种细胞类型中。”

“对于一种曾备受争议的DNA结构来说，这是一个非常高的数字。我们的研究结果证实，i-motif不是实验室的奇异现象，而是广泛存在的，并且可能在基因组功能中发挥关键作用，”他说。

i-motif可能调控基因活性

i-motif 是一种不同于标志性双螺旋形状的DNA结构。它们是在同一条DNA链上的胞嘧啶碱基相互配对时形成的，产生了一种从双螺旋结构中突出的扭曲DNA“结”。

研究人员利用高亲和力的 i-motif 免疫沉淀以及测序，绘制了人类MCF7、U2OS和HEK293T细胞中基因组DNA上的i-motif图谱。

他们发现，i-motif并非随机分散的，而是集中在基因组的关键功能区域，包括控制基因活性的区域。

第一作者Cristian David Peña Martinez 表示：“我们发现，在细胞周期的特定时间内，i-motif与高度活跃的基因有关。这表明它们在调节基因活性方面发挥着动态作用。”

“我们还发现，i-motif 出现在癌基因的启动子区域，比如Myc基因，它编码了癌症中知名的'不可成药'靶点之一。这为研究人员带来了机会，有望通过i-motif结构靶向致病基因，”他说。

i -motif为诊断和治疗带来希望

加文医学研究所首席科学官Sarah Kummerfeld 副教授称：“i-motif广泛存在于这些热门靶点的附近，有望带来诊断和治疗的新方法。也许人们能设计出以i-motif为靶点的药物来影响基因表达，这可能会扩大目前的治疗选择。” 

Christ教授补充说，i-motif的绘制得益于加文研究所在抗体开发和基因组学研究方面的特长。“这项研究是一个例子，说明了基础研究和技术创新如何结合在一起，实现改变范式的发现，”他谈道。