動作中に最初に見られたまれな4本鎖DNA

2本の細いストランドがらせん状にねじれています。これはDNA分子の象徴的な形状です。しかし、DNAがまれな4重らせんを形成することがあり、この奇妙な構造が重要な役割を果たすことがあります。

G-quadruplexesとして知られる4本鎖DNAについてはほとんど知られていませんが、科学者たちは現在、これらの奇妙な分子を検出し、生細胞でのそれらの挙動を観察する新しい方法を開発しました。

ジャーナルNatureCommunicationsで1月8日に公開された新しい研究で、チームは特定のタンパク質がどのようにG-quadruplexを分解させるかを説明しました。将来、彼らの仕事は、4本鎖DNAを乗っ取ってその活動を妨害する新薬の作成につながる可能性があります。

ロンドンのインペリアルカレッジの化学部の研究著者であるベンルイスは、声明のなかで、G-quadruplexesがさまざまな生命過程やさまざまな病気で重要な役割を果たすという証拠が増えていると述べています。

声明によると、全体として、G-quadruplexesは健康な細胞よりも癌細胞でより頻繁に発生します。

さまざまな研究により、4本鎖DNAの存在が、腫瘍の成長につながるプロセスである癌細胞の急速な分裂に関連付けられています。したがって、科学者たちは、奇妙なDNAを薬物で標的にすることで、この横行する細胞分裂を遅らせたり止めたりすることができると理論づけました。いくつかの研究がすでにこの考えを支持しています。

しかし、欠けているリンクは、生きている細胞に直接この構造を表示することでした、とルイスは言いました。言い換えれば、科学者たちはこれらのDNA分子の作用を観察するためのより良い方法を必要としていました。

新しい研究が不足している知識を埋め始めます。

G-quadruplexesは、単一の二本鎖DNA分子がそれ自体で折りたたまれたとき、またはDNAの構成要素の1つであるグアニンと呼ばれる単一の核酸に複数のDNA鎖が結合したときに形成されます。

細胞内でこの奇妙なDNAを見つけるために、チームはDAOTA-M2と呼ばれる化学物質を使用しました。これは、G-quadruplexに結合すると蛍光を発します。チームは、DNA分子の濃度に基づいて変化する光の明るさを測定するだけでなく、光の長さも追跡しました。

光がどれだけ長く留まるかを追跡することで、チームはさまざまな分子が生細胞内の4本鎖DNAとどのように相互作用するかを確認できました。

分子がDNAのストランドに付着すると、光っているDAOTA-M2が移動し、化学物質が所定の位置に残っている場合よりも速く光が暗くなります。これらの技術を使用して、チームはヘリカーゼと呼ばれる2つのタンパク質を特定しました。これは、4本鎖のDNA鎖をほどき、それらの分解を引き起こします。

彼らはまた、DNAに結合する他の分子を特定しました。これらの分子相互作用に関する将来の研究は、科学者がDNAに結合する薬剤を開発するのに役立つ可能性があります。

出典：写真：ヒトDNAテロメア四重鎖の再構築。 （Thomas Splettstesser / Wikimedia Commons）＃