微小的DNA讀取器以促進(jìn)抗癌藥物的發(fā)展
DNA很小。真的,真的,小。因此,當(dāng)研究人員想要研究單鏈DNA的結(jié)構(gòu)時(shí),他們不能只是拔出他們的顯微鏡:他們必須要有創(chuàng)造力。在本周發(fā)表在“ 科學(xué)報(bào)告”上的一項(xiàng)研究中,來自日本大阪大學(xué)的研究人員解釋了他們?nèi)绾翁岢鲆粋€(gè)非常小的解決方案來應(yīng)對(duì)研究納入單鏈DNA的抗癌藥物的挑戰(zhàn)。
由于我們幾乎有一半人可能在我們的一生中的某個(gè)時(shí)刻患上癌癥,因此對(duì)新型有效治療的需求從未如此重要。雖然研究人員不斷開發(fā)新的和改進(jìn)的療法來殺死癌細(xì)胞,或者至少停止其復(fù)制,但對(duì)這些藥物如何起作用的有限理解有時(shí)會(huì)使其難以推進(jìn)其他有希望的治療方法。
一種這樣的處理,三氟尿苷,是一種抗癌藥物,在其復(fù)制時(shí)被摻入DNA中。雖然類似于胸腺嘧啶,構(gòu)成DNA的四種核苷酸之一,但三氟尿苷不能與胸腺嘧啶的伴侶核苷酸腺嘌呤結(jié)合。這使DNA分子不穩(wěn)定,導(dǎo)致異常的基因表達(dá),并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
但確切地說,將三氟尿苷摻入DNA中仍然是一個(gè)謎,因?yàn)樗鼪]有被傳統(tǒng)的DNA測(cè)序方法所區(qū)分,妨礙了完全理解和開發(fā)該技術(shù)的努力。
因此,大阪大學(xué)的團(tuán)隊(duì)開始著手開發(fā)一種DNA測(cè)序方法,該方法能夠區(qū)分短鏈DNA中的藥物分子和正常核苷酸。研究人員利用顯微探針傳遞的電流比一粒沙子小約65,000倍 - 這個(gè)間隙的寬度足以容納一條DNA。
“使用這種單分子量子測(cè)序方法,我們成功地根據(jù)電導(dǎo)的差異鑒定了DNA中的單個(gè)分子,”主要作者Takahito Ohshiro解釋道。“這是我們第一次能夠直接檢測(cè)DNA中的抗癌藥物分子。”
重要的是,三氟尿苷的電導(dǎo)率低于四種天然核苷酸的電導(dǎo)率,其也顯示出不同的電導(dǎo)值,使其易于在DNA序列中區(qū)分?;谶@些值,研究人員成功測(cè)序了多達(dá)21個(gè)核苷酸的單鏈DNA鏈,精確定位了三氟尿苷的確切插入位點(diǎn)。
“現(xiàn)在我們有能力確定藥物的確切位置,我們可以更好地了解DNA損傷的機(jī)制,”資深作者M(jìn)asateru Taniguchi說。“我們預(yù)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)將有助于快速開發(fā)新的和更有效的抗癌藥物。”
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