一项里程碑式的研究揭示了DNA i基序的广泛存在

　　对DNA隐藏结构的创新研究可能会为包括癌症在内的疾病的治疗和诊断开辟新的途径。

　　DNA以其双螺旋形状而闻名。但加文医学研究所的研究人员发现，人类基因组还包含超过5万个不寻常的“结”状DNA结构，称为i-motif。

　　今天发表在《EMBO杂志》上的是这些独特DNA结构的第一个综合图谱，揭示了它们在疾病基因调控中的潜在作用。

　　在2018年的一项具有里程碑意义的研究中，加文大学的科学家们首次利用他们开发的一种新的抗体工具，直接在活的人类细胞内观察到i-motif，这种抗体工具可以识别和附着在i-motif上。目前的研究是建立在这些发现的基础上，通过部署这种抗体来识别整个基因组中i-motif的位置。

　　“在这项研究中，我们在人类基因组中绘制了超过50,000个i-motif位点，这些位点出现在我们检查的所有三种细胞类型中，”资深作者Daniel Christ教授说，他是Garvan抗体治疗实验室负责人和靶向治疗中心主任。“对于一种曾经被认为存在争议的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不仅仅是实验室的好奇心，而且广泛存在，并且可能在基因组功能中发挥关键作用。”

　　i -motif是不同于标志性的双螺旋形状的DNA结构。当同一DNA链上的胞嘧啶字母的延伸相互配对时，形成一个从双螺旋中伸出的四股扭曲结构。

　　研究人员发现，i-motif不是随机分散的，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。

　　“我们发现i-motif与在细胞周期的特定时间高度活跃的基因有关。这表明它们在调节基因活动方面发挥着动态作用，”抗体治疗实验室的研究官员、该研究的第一作者克里斯蒂安·大卫Pe?a马丁内斯说。

　　“我们还发现i基序在癌基因的启动子区域形成，例如MYC癌基因，它编码癌症最臭名昭着的'不可药物'目标之一。这为通过i-motif结构靶向疾病相关基因提供了一个令人兴奋的机会，”他说。

　　“在这些‘圣杯’序列附近广泛存在的i基序涉及难以治疗的癌症，为新的诊断和治疗方法开辟了新的可能性。有可能设计出针对i-motif的药物来影响基因表达，这可能会扩大目前的治疗选择，”Garvan的首席科学官、该研究的合著者萨拉·库默菲尔德副教授说。

　　克里斯特教授补充说，由于加文在抗体开发和基因组学方面的世界领先的专业知识，绘制i-motif成为可能。他说:“这项研究是一个例子，说明基础研究和技术创新如何结合起来，做出改变范式的发现。”