化学鼻子嗅出DNA结构的关键差异

DNA结构的微小变化与乳腺癌和其他疾病有关，但是直到现在，它们都一直很难检测到。UC Riverside的化学家使用他们所谓的“化学鼻子”，能够以独特的方式折叠DNA片段时“闻起来”。他们设计和演示该系统的工作已发表在《自然化学》杂志上。

研究作者兼UCR化学教授钟文万说：“如果DNA序列被折叠，它可能会阻止与该特定DNA片段相连的基因的转录。” “换句话说，这可能通过沉默可能引起癌症或促进肿瘤的基因而发挥积极作用。”

相反，DNA折叠也可能产生负面影响。

Zhong说：“ DNA折叠可能会阻止病毒蛋白的产生，从而最大程度地降低免疫反应。”

研究这些褶皱如何正面或负面地影响生物，首先需要科学家发现它们的存在。为此，UCR有机化学教授理查德·霍利(Richard Hooley)和他的同事修改了一个以前用于感知其他事物的概念，例如不同年份葡萄酒中的化学成分。

系统中的化学物质可以设计为寻找几乎任何种类的目标分子。但是，通常使用“鼻子”的方式无法检测DNA。只有Hooley的研究小组添加了其他非标准成分后，鼻子才能嗅出其DNA靶标。

霍利解释说：“人类通过吸入含有与鼻子内部多个受体结合的气味分子的空气来检测气味。” “我们的系统具有可比性，因为我们有多种受体能够与我们寻找的DNA折叠相互作用。”

化学鼻由三部分组成：主体分子，荧光客体分子和目标DNA。当出现所需的褶皱时，客人会发光，提醒科学家它们在样品中的存在。

DNA由四种核酸组成：鸟嘌呤，腺嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶。大多数时候，这些酸形成类似于梯子的双螺旋结构。富含鸟嘌呤的区域有时以不同的方式折叠，形成所谓的G四联体。

尽管加州大学河滨分校的研究人员发现，已知它们的折叠能调节基因表达，但形成这些四重体结构的基因组部分却极为复杂，它们在保持细胞健康方面起着关键作用。

对于此实验，研究人员希望证明他们可以检测到一种特定类型的由四个鸟嘌呤组成的四链体。Zhong表示，这样做后，研究团队将尝试在其成功的基础上继续前进。

她说：“现在我们认为我们可以做得更多。” “ DNA中还有其他三维结构，我们也希望了解这些结构。”

研究人员将研究破坏DNA的力如何影响其折叠方式。他们还将研究RNA折叠，因为RNA在细胞中起重要作用。

钟说：“ RNA的结构比DNA还要复杂，分析起来也更加困难，但是了解其结构在疾病研究中具有很大的潜力。”

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