国产免费一区2区3区4区,久久精品国产2020,91专区在线观看,最近更新中文字幕在线

　　近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院強磁場(chǎng)中心張鈉研究員課題組依托穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置（SHMFF），首次揭示G四鏈體中自發(fā)進(jìn)行基于非經(jīng)典Hoogsteen氫鍵配對的新型DNA鏈置換反應，實(shí)現G四鏈體重組裝。團隊解析了首個(gè)由一條靶標鏈和兩條富G短鏈探針構成異三聚G四鏈體的核磁共振溶液結構。研究成果發(fā)表在國際期刊Journal of the American Chemical Society。

　　DNA鏈置換反應通常基于經(jīng)典Watson-Crick堿基配對原則，以一條DNA單鏈將另一條序列相似的目標DNA單鏈從所處的DNA雙螺旋結構中置換出來(lái)。這種在DNA雙鏈螺旋結構中進(jìn)行的常規鏈置換反應，已被廣泛應用于納米分子組裝、生物傳感器、基因診斷與分子治療等領(lǐng)域。

　　不同于DNA經(jīng)典雙螺旋結構， G四鏈體是由富含鳥(niǎo)嘌呤G的核酸序列折疊而成的獨特拓撲結構，在人類(lèi)基因組中分布廣泛，備受生物、醫藥等領(lǐng)域關(guān)注。G四鏈體具有豐富的結構多樣性，根據核酸鏈聚集度，可分為單聚、二聚或四聚G四鏈體，極少有關(guān)于三聚G四鏈體的研究報道。G四鏈體結構具有優(yōu)良的穩定性，通常不與其他富G序列進(jìn)行鏈置換，長(cháng)期以來(lái)G四鏈體一直被認為對富G鏈置換反應有惰性。

　　源于人類(lèi)微管蛋白 2基因啟動(dòng)子區的DNA序列Tub10 d(CAGGGAGGGT)在K+溶液中完全折疊成具有良好熱穩定性（Tm值57.7 C）的全平行自二聚G四鏈體。在本研究中發(fā)現，盡管該G四鏈體在室溫下足夠穩定，但它在新型Hoogsteen氫鍵配對的鏈置換反應中并非惰性，而是能作為起始反應物自發(fā)地接受雙份富G短鏈探針P1 d(TGGGA)的鏈置換進(jìn)攻，獲得由一條靶標鏈Tub10和兩條探針鏈P1構成的全平行異三聚G四鏈體終產(chǎn)物 Tub10/2P1，成功實(shí)現G四鏈體重組裝。

　　研究人員利用液相核磁共振技術(shù)對其全原子精細結構進(jìn)行了解析，揭示了不同DNA富G序列在相互識別時(shí)存在著(zhù)靶標鏈與探針鏈之間獨特的1:2結合模式；富G短鏈探針P1與傳統反義探針相比具有更高的結合特異性，能特異性識別全平行二聚G四鏈體；富G短鏈探針P1還可以同時(shí)進(jìn)攻雙螺旋中的富G鏈與富C鏈，自發(fā)地將Tub10從雙鏈螺旋中捕獲出來(lái)，形成異三聚G四鏈體產(chǎn)物Tub10/2P1。

　　本研究揭示了由雙份富G短鏈探針同時(shí)參與基于Hoogsteen氫鍵配對方式自發(fā)進(jìn)行的新型鏈置換反應，拓展、補充了由Watson-Crick配對介導的常規核酸鏈置換反應，突破了G四鏈體呈現富G鏈置換惰性的傳統認知；為DNA納米材料領(lǐng)域研究提供新的理論和實(shí)踐基礎，解決目前多為相同富G鏈自組裝的不足，有利于獲得更復雜、更多功能的全新納米組裝結構；還為靶向G四鏈體的新型富G探針設計開(kāi)辟了新思路。

　　強磁場(chǎng)中心博士研究生胡文萱與博士后景海濤為本論文的共同第一作者，北京大學(xué)周江教授署名合作，強磁場(chǎng)中心張鈉研究員為通訊作者，該研究獲得了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等項目的經(jīng)費資助。

　　文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c05617 

　　圖1：雙份富G短鏈探針與自二聚G四鏈體起始物通過(guò)新型Hoogsteen鏈置換反應重新組裝成異三聚G四鏈體