DNA是生物體內(nèi)最重要的遺傳物質(zhì)，會(huì)形成一種“雙螺旋”結(jié)構(gòu)，借此才能完美地將遺傳訊息精確復(fù)制而遺傳給下一代。然而DNA的構(gòu)造還有其他可能性，英國(guó)劍橋大學(xué)先前就已發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中尚有一種“四螺旋”的DNA結(jié)構(gòu)，主要發(fā)生于富含“鳥嘌呤”（Guanine，G）的區(qū)域，因此也稱作“G-四聯(lián)體”（G-quadruplex）。進(jìn)一步科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)G-四聯(lián)體常出現(xiàn)于癌癥相關(guān)基因的DNA區(qū)域內(nèi)，很可能扮演著開啟或關(guān)閉這些基因的角色，因此四螺旋于癌癥治療也有其重要性，也希望新藥研發(fā)公司能重視此生物學(xué)的基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)。

劍橋大學(xué)化學(xué)系的尚卡爾·巴拉蘇布拉曼尼安（ShankarBalasubramanian）教授為了更全面性研究G-四聯(lián)體于人類細(xì)胞DNA的分布情形，首先研發(fā)出能精確辨認(rèn)G-四聯(lián)體構(gòu)造的“抗體”（注）。有了這項(xiàng)強(qiáng)有力的“研究工具”后，研究團(tuán)隊(duì)得以將細(xì)胞中大部分G-四聯(lián)體分離出來(lái)。再借由次世代核酸定序分析這些四聯(lián)體的核酸序列，并與已知的人類基因體序列比對(duì)后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞中的DNA竟有約一萬(wàn)個(gè)G-四聯(lián)體，而且多分布于調(diào)控基因表現(xiàn)的DNA區(qū)域，此外癌癥相關(guān)基因的區(qū)域出現(xiàn)G-四聯(lián)體的機(jī)會(huì)更高。研究?jī)?nèi)容已刊登在2016年9月的《自然遺傳學(xué)》（NatureGenetics）期刊。

當(dāng)DNA處于雙股螺旋結(jié)構(gòu)時(shí)G-四聯(lián)體并不會(huì)產(chǎn)生，只有在DNA進(jìn)行復(fù)制或基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙股結(jié)構(gòu)暫時(shí)被“解開”而暴露出單股DNA，才有機(jī)會(huì)形成G-四聯(lián)體。科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)，某些細(xì)胞中的蛋白能協(xié)助G-四聯(lián)體形成，少了它們形成的速度會(huì)很緩慢。

由于G-四聯(lián)體多出現(xiàn)在調(diào)控基因表現(xiàn)的區(qū)域，合理的推測(cè)它應(yīng)該扮演調(diào)節(jié)基因表現(xiàn)的角色?？茖W(xué)家將能形成G-四聯(lián)體區(qū)域DNA的鳥嘌呤置換為其他鹼基，的確發(fā)現(xiàn)會(huì)使該基因表現(xiàn)下降；此外，若使用能與G-四聯(lián)體結(jié)合的小分子化合物處理細(xì)胞時(shí)，那些具有G-四聯(lián)體的基因表現(xiàn)量會(huì)明顯受到改變，而不具此構(gòu)造的基因表現(xiàn)較不受影響。

最近，加拿大皇后大學(xué)（Queen’sUniversity）一位博士班研究生CaitlinMiron女士（28歲），從數(shù)量龐大的化合物中篩選出一款新穎的、能與G-四聯(lián)體相結(jié)合的化學(xué)分子，將有機(jī)會(huì)用于抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移。Miron說(shuō)：“雖然G-四聯(lián)體能抑制基因的表現(xiàn)，但是此解構(gòu)很容易被細(xì)胞內(nèi)某些酵素解開，而我們篩選出來(lái)的藥物，作用有如強(qiáng)力膠一般會(huì)將此結(jié)構(gòu)固定住，因此能抑制致癌基因的表現(xiàn)。”

Miron已經(jīng)測(cè)試此新穎藥物對(duì)數(shù)種癌細(xì)胞生長(zhǎng)的影響，結(jié)果顯示有些種類的癌細(xì)胞生長(zhǎng)確實(shí)受到抑制了。由于本次發(fā)現(xiàn)的重要性，Miron于最近（2017年11月）獲頒“Mitacs杰出創(chuàng)新獎(jiǎng)”（MitacsAwardforOutstandingInnovation）。有了此項(xiàng)突破性的進(jìn)展，科學(xué)家將能以此為基礎(chǔ)開發(fā)治療癌癥的新藥。