DNA 的双螺旋结构已经成为了人类文明发展史上的重大发现，科学家们却并没有停止对 DNA 结构的探索，因为每一个新的发现都有可能改变生命科学的进程。
近日，来自澳大利亚加文医学研究所的科学家首次在人体活细胞内确认了一种新的 DNA 结构：i-motif。这种新确认的结构形似一个扭曲的 DNA“结”，而这一新发现被发表于 4 月 23 日的《自然-化学》期刊上。
在此次发现之前，人类还从未在活细胞内直接检测到过这种结构。
“当我们大多数人想到 DNA 时，我们就会想到双螺旋结构，”澳大利亚加文医学研究所抗体治疗研究员 Daniel Christ 说，“但是，这项新研究提醒我们，生物中还存在着完全不同的 DNA 结构，而且这些结构很可能对我们的细胞来说非常重要。”
该团队把这种新的 DNA 结构称为“嵌入基序（i-motif）”结构。需要注意的是，这一结构最早在 20 世纪 90 年代就曾被研究人员所发现。
图丨 G4 DNA 结构模拟图
Dinger 表示，真正让团队着迷的，不仅有活细胞中这些 i-motif 的存在，同时还有这些闪烁着的绿光。团队成员 Zeraati 说：“我们可以看到绿色光点（i-motif）随着时间的推移，出现又消失，这让我们知道它们正在形成，消失，再形成。”
图丨 细胞内 i-motif DNA 结构、以及用于检测它的基于抗体分子工具的演示图
目前来看，i-motif 通常形成在细胞生命周期的晚期，即 DNA 被积极“读取”时。i-motif 也倾向于出现细胞“启动子区域”，该 DNA 区域控制基因的开启及关闭。同时，i-motif 还倾向于出现在端粒中，而端粒则与衰老息息相关。
然而，尽管研究人员已经知道了这些折叠 DNA 可能出现的区域和时间点，但他们对其控制哪些基因还一无所知，也不知道如果人为介入，中断其结构形成会造成怎样的后果。
凭借这些信息，科学家们猜测，i-motif 似乎有助于开启或关闭基因，并与基因是否被主动读取有关。而 i-motif 的形成又消失的特性，似乎也解释了为何它们此前难以在细胞中被检测到。
现在，在明确知道细胞中存在这种新的 DNA 形式后，研究人员将努力弄清楚这些结构在我们体内的作用。
“这些变形的 DNA 构象对细胞中蛋白质识别其同源 DNA 序列并发挥其调节功能，具有重要意义，”Zeraati 说，“因此，这些结构的形成对细胞发挥其正常功能可能是至关重要的。而且，这些结构中的任何畸变都可能产生病理结果。”
正如 Zeraati 所解释的那样，这个问题的答案可能非常重要。它不仅仅涉及 i-motif，还可能涵盖 A-DNA、Z-DNA、三链 DNA 和十字形 DNA。
Hurley 表示：“我对这类发现期待已久。它们为围绕这些新结构所做出的重大治疗努力提供了坚实的基础，并消除了人们关于这些结构存在性及其意义的怀疑。”
解开了新 DNA 结构的功能之谜，我们或许又会进入一个全新的生命科学时代，就像 Dinger 所说的：“在细胞中发现一种全新的 DNA 形态是十分令人兴奋的！这些发现将为针对 DNA 新形态的功能、以及其对健康和疾病的影响所展开的研究工作奠定基础。”
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