揭示端粒DNA结构动态的新技术
研究衰bob88体育平台登录老和癌症的生物医学研究人员对端粒(染色体末端的保护帽)非常感兴趣。在一项新的研究中，加州大学圣克鲁兹分校的科学家们使用了一种新的技术来揭示端粒的结构和机械特性，这可能有助于指导新的抗癌药物的开发。
端粒很长，重复DNA序列在染色体的末端起保护作用，类似于鞋带上的塑料头。随着细胞分裂，它们的端粒逐渐变短，直到最终细胞停止分裂。然而，通过一种叫做端粒酶的酶的作用，端粒可以长得更长，这种酶在需要无限分裂的细胞中尤其活跃，比如干细胞。研究人员还发现，大多数肿瘤细胞显示出较高的端粒酶活性。
加州大学圣克鲁兹分校化学与生物化学助理教授迈克尔·斯通(Michael Stone)说，他的实验室对折叠和展开纳米粒子特别感兴趣DNA结构在端粒的末端，被称为g -四联体，因为它在调节中起着关键作用端粒酶活性．
“最癌症细胞利用端粒酶作为维持不受控制生长的机制之一，因此它是抗肿瘤的重要靶点癌症治疗斯通说。“端粒DNA的g -四重结构抑制了端粒酶所以我们想了解这种结构的机械稳定性。”
一个“磁镊子”系统被用来拉伸DNA分子，而荧光显微镜技术用于监测DNA中的小尺度结构变化。研究结果发表在核酸研究，表明相对较小的结构位移导致g -四重体展开。
“与其他DNA结构不同，g -四重结构相当脆弱。只要一点点扰动就能让整个系统崩溃，”斯通说。“我们还发现，未展开态具有高度致密的构象，这告诉我们，它仍然存在有利于折叠反应的相互作用。”
Stone说，这些发现对理解端粒相关蛋白和参与展开反应的酶的分子机制以及抗癌药物的合理设计具有意义。结合并稳定端粒DNA g -四聚体的小分子已显示出抗肿瘤的前景抗癌药物．
Stone说，荧光测量和磁镊子的集成是监测DNA结构动态的强大方法，而且随着生物物理技术的发展，它并不难实现。他的实验室研究了人类端粒DNA中含有g -四重体序列的DNA分子，将DNA的一端连接到玻片上，另一端连接到一个微小的磁珠上。样品上方的磁铁拉动珠子，对DNA分子施加拉伸力，拉伸力根据磁铁与样品的距离而变化。
与此同时，研究人员使用了一种称为单分子FRET (Förster共振能量转移)的荧光技术来监测DNA中的小规模结构变化。“FRET可以被认为是分子的尺子，”斯通说。当能量从一个荧光染料分子转移到第二个染料分子时，能量转移的效率可以实时测量。染料分子可以直接在特定位置与DNA分子耦合，使研究人员能够在磁镊子操纵系统时监测分子动力学。
斯通说:“你不必是专家才能使用这种技术，所以它可以很容易地转移到其他实验室，并广泛应用于这类研究。”
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