Nature Genetics发现新规律：四链DNA结构在癌症中的作用
来源：中检健康
编辑：中检健康
时间：2020-08-04
剑桥大学的科学家发现，四链DNA结构（称为G-四链体）首次被发现在某些类型的乳腺癌中起作用，为个性化医学提供了潜在的新靶标。
这一发现公布在Nature Genetics杂志上。
1953年，剑桥研究人员Francis Crick和James Watson合作完成了一项研究，发表在《自然》杂志上，该研究表明我们细胞中的DNA具有相互缠绕的“双螺旋”结构。六十年后，由Sir Shankar Balasubramanian和Steve Jackson教授领导的研究小组发现，活细胞中的人类基因组中可能会出现一种不寻常的四链DNA结构。
这些结构在富含鸟嘌呤（G）的DNA区域中形成，当双链DNA的单链形成环并自身重复时，就会在DNA中形成四链“把手”形状，这些结构称为G-四链体。
Balasubramanian教授及其同事先前已经开发出能够检测DNA和染色质（一种由DNA和蛋白质组成的物质）中的G-四链体的测序技术和方法。他们已经证明，G-四链体在转录中起作用，是读取遗传密码和从DNA产生蛋白质的关键步骤。其中至关重要的是，他们的研究还表明，G-四链体更可能出现在迅速分裂的细胞（例如癌细胞）的基因中。
现在，该研究小组首次发现了在肿瘤组织/乳腺癌活检组织中G-四链体的形成位置。他们利用定量测序技术研究了22种模型肿瘤中的G-四链体DNA结构。
在癌症中发生的DNA复制和细胞分裂过程中，基因组的大部分区域可能会被错误地复制多次，从而导致所谓的拷贝数畸变（CNA）。研究人员发现，G-四链体普遍存在于这些CNA中，特别是在转录和驱动肿瘤生长中起积极作用的基因和遗传区域中。
Balasubramanian教授说：“我们都熟悉DNA的双链，双螺旋结构的概念，但是在过去的十年中，越来越明显的是DNA也可以以四链结构存在，并且这些在DNA、人类生物学中起着重要的作用。在迅速分裂的细胞（例如癌细胞）中发现它们的含量特别高。这项研究是我们首次在乳腺癌细胞中找到它们。”
“在这些活检组织中，G-四联体的丰度和位置为我们提供了它们在癌症生物学中的重要性，以及这些乳腺癌的异质性的线索，”现在在科隆大学分子医学中心工作的RobertHänsel-Hertsch博士补充说。
而且重要的是，研究指出了我们可以利用它来抵抗乳腺肿瘤，为我们的患者开发更好的治疗方法。
研究人员指出，至少有11种乳腺癌亚型，研究小组发现每种亚型均具有不同的G-四链体模式，这是驱动该特定亚型的转录程序所特有的。
英国剑桥大学癌症研究所的Carlos Caldas教授说：“虽然我们经常将乳腺癌视为一种疾病，但实际上至少存在11种已知的亚型，每种亚型可能对不同的药物有不同的反应。”
“确定肿瘤的G-四联体特殊模式可以帮助我们查明女性的乳腺癌亚型，从而使能够提供更加个性化的针对性治疗。”
通过用合成分子靶向G-四链体，可以防止细胞复制其DNA，从而阻止细胞分裂，阻止癌症根部失控的细胞增殖。研究小组确定了两个这样的分子：一个被称为吡啶抑素和另一个化合物CX-5461，该化合物先前已在针对BRCA2缺陷型乳腺癌的I期试验中进行了测试。
（生物通：万纹）
原文检索：Hänsel-Hertsch, R et al. Landscape of G-quadruplex DNA structural regions in breast cancer. Nat Gen; 3 Aug 2020; DOI: 10.1038/s41588-020-0672-8
这一发现公布在Nature Genetics杂志上。
1953年，剑桥研究人员Francis Crick和James Watson合作完成了一项研究，发表在《自然》杂志上，该研究表明我们细胞中的DNA具有相互缠绕的“双螺旋”结构。六十年后，由Sir Shankar Balasubramanian和Steve Jackson教授领导的研究小组发现，活细胞中的人类基因组中可能会出现一种不寻常的四链DNA结构。
这些结构在富含鸟嘌呤（G）的DNA区域中形成，当双链DNA的单链形成环并自身重复时，就会在DNA中形成四链“把手”形状，这些结构称为G-四链体。
Balasubramanian教授及其同事先前已经开发出能够检测DNA和染色质（一种由DNA和蛋白质组成的物质）中的G-四链体的测序技术和方法。他们已经证明，G-四链体在转录中起作用，是读取遗传密码和从DNA产生蛋白质的关键步骤。其中至关重要的是，他们的研究还表明，G-四链体更可能出现在迅速分裂的细胞（例如癌细胞）的基因中。
现在，该研究小组首次发现了在肿瘤组织/乳腺癌活检组织中G-四链体的形成位置。他们利用定量测序技术研究了22种模型肿瘤中的G-四链体DNA结构。
在癌症中发生的DNA复制和细胞分裂过程中，基因组的大部分区域可能会被错误地复制多次，从而导致所谓的拷贝数畸变（CNA）。研究人员发现，G-四链体普遍存在于这些CNA中，特别是在转录和驱动肿瘤生长中起积极作用的基因和遗传区域中。
Balasubramanian教授说：“我们都熟悉DNA的双链，双螺旋结构的概念，但是在过去的十年中，越来越明显的是DNA也可以以四链结构存在，并且这些在DNA、人类生物学中起着重要的作用。在迅速分裂的细胞（例如癌细胞）中发现它们的含量特别高。这项研究是我们首次在乳腺癌细胞中找到它们。”
“在这些活检组织中，G-四联体的丰度和位置为我们提供了它们在癌症生物学中的重要性，以及这些乳腺癌的异质性的线索，”现在在科隆大学分子医学中心工作的RobertHänsel-Hertsch博士补充说。
而且重要的是，研究指出了我们可以利用它来抵抗乳腺肿瘤，为我们的患者开发更好的治疗方法。
研究人员指出，至少有11种乳腺癌亚型，研究小组发现每种亚型均具有不同的G-四链体模式，这是驱动该特定亚型的转录程序所特有的。
英国剑桥大学癌症研究所的Carlos Caldas教授说：“虽然我们经常将乳腺癌视为一种疾病，但实际上至少存在11种已知的亚型，每种亚型可能对不同的药物有不同的反应。”
“确定肿瘤的G-四联体特殊模式可以帮助我们查明女性的乳腺癌亚型，从而使能够提供更加个性化的针对性治疗。”
通过用合成分子靶向G-四链体，可以防止细胞复制其DNA，从而阻止细胞分裂，阻止癌症根部失控的细胞增殖。研究小组确定了两个这样的分子：一个被称为吡啶抑素和另一个化合物CX-5461，该化合物先前已在针对BRCA2缺陷型乳腺癌的I期试验中进行了测试。
（生物通：万纹）
原文检索：Hänsel-Hertsch, R et al. Landscape of G-quadruplex DNA structural regions in breast cancer. Nat Gen; 3 Aug 2020; DOI: 10.1038/s41588-020-0672-8
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