微型DNA“閱讀器”有望改善新型抗癌藥物的開發(fā)

DNA非常小，當(dāng)研究人員想對(duì)單鏈DNA的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究時(shí)，利用顯微鏡或許是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，日前，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Scientific Reports上的研究報(bào)告中，來(lái)自大阪大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)研究解釋了抗癌藥物如何摻入單鏈DNA發(fā)揮作用的機(jī)制。

很多人都會(huì)在一生中的某個(gè)時(shí)候患上癌癥，因此人們對(duì)新型有效抗癌療法的需求從未像現(xiàn)在這樣迫切，如今研究人員一直在研究開發(fā)新型療法來(lái)殺滅癌細(xì)胞，或者至少抑制癌細(xì)胞增殖，但研究人員并不是非常清楚有些藥物的具體作用機(jī)制；比如藥物曲氟尿苷，其是在DNA復(fù)制過(guò)程中摻入的一種抗癌藥物，與胸腺嘧啶相類似的是，曲氟尿苷并不能結(jié)合到胸腺嘧啶的配偶核苷酸上（腺嘌呤），這就會(huì)使得DNA分子變得不穩(wěn)定，從而誘發(fā)異常的基因表達(dá)直至細(xì)胞死亡。

但藥物曲氟尿苷如何摻入到DNA鏈中依然是一個(gè)謎題，因?yàn)檠芯咳藛T利用傳統(tǒng)的DNA測(cè)序手段并不能清楚揭示其中的機(jī)制，這就明顯限制了他們理解并開發(fā)新技術(shù)的方向；這項(xiàng)研究中，研究人員通過(guò)研究開發(fā)了一種新型的DNA測(cè)序方法，其能在短鏈DNA上有效區(qū)分藥物分子和正常的核苷酸序列，利用顯微探針，研究人員就能讓電流通過(guò)的距離大約比一粒沙子小6.5萬(wàn)倍，這個(gè)距離剛好可以容納一段DNA分子。

研究者Takahito Ohshiro說(shuō)道，利用單分子量子測(cè)序方法，我們就能基于電導(dǎo)率的差異鑒別出DNA中的單一分子，同時(shí)這項(xiàng)研究中我們**直接檢測(cè)到了摻入到DNA中的抗癌藥物分子；更重要的是，曲氟尿苷的電導(dǎo)率低于四種天然核苷酸的電導(dǎo)率，四種天然核苷酸會(huì)顯示出不同的電導(dǎo)值，這就能夠使得藥物分子被從DNA分子上輕松識(shí)別出來(lái)，基于不同的電導(dǎo)值，研究人員就能對(duì)長(zhǎng)達(dá)21個(gè)核苷酸的單一DNA鏈進(jìn)行測(cè)序，并確定曲氟尿苷的具體插入位置。

目前研究人員能夠清楚確定藥物在DNA鏈中的插入位置，這樣他們就能夠深入理解DNA損傷發(fā)生的分子機(jī)制，研究人員希望這種新型技術(shù)能夠幫助開發(fā)新型有效的抗癌藥物。