驚人發現：人類基因組竟藏5萬多個DNA“結”

加文醫學研究所的一組專家稱，DNA 以其著名的雙螺旋結構而廣爲人知，但人類基因組還包含超過 5 萬個不尋常的類似結狀的 DNA 結構，被稱爲 i-基序。

在發表於《歐洲分子生物學組織雜誌》（EMBO Journal）的一項研究裡，科學家們展示了這些獨特 DNA 結構的首張綜合圖譜，揭示了它們在基因調控方面的潛在作用，尤其是與癌症等疾病的關聯。

“DNA 的 i-基序結構於人類細胞核中形成，被認爲提供了關鍵的基因組調控作用，”研究作者指出。

“雖然人類細胞中 i-基序結構的存在、豐富度和分佈已通過免疫熒光染色得以證明和研究，近期通過核磁共振（NMR）和 CUT&Tag 技術也有相關研究，但人類基因組 DNA 中此類結構的豐富程度和分佈情況仍不明晰。”

早在 2018 年，加文的科學家獲得了一項突破，其首次在活的人類細胞內直接觀測到 i-基序，正如其在《自然》雜誌（Nature）中所詳述的那樣。該團隊開發了一種專門設計用於識別和結合 i-基序的新型抗體工具。

當前這項研究以早期工作爲基礎，藉助相同的抗體來精準確定整個人類基因組中 i 基序的所在位置。

“在此次研究裡，我們在人類基因組中標記出了超過 50,000 個 i 基序位點，這些位點存在於我們所檢測的全部三種細胞類型當中。”

“對於一種曾經其在細胞中的存在飽受爭議的 DNA 結構而言，這是個相當高的數字。

我們的發現表明，i 基序不只是實驗室中的新奇玩意兒，而是廣泛存在的——並且有可能在基因組功能中發揮關鍵作用。”

I 基序屬於獨特的 DNA 結構，和著名的雙螺旋結構不一樣。當同一條 DNA 鏈上的胞嘧啶鹼基段彼此配對時，它們就會形成，造就一個從雙螺旋中凸出的四鏈扭曲結構。

該研究表明，i-基序（一種特殊的 DNA 結構）並非隨機分佈。專家發現它們集中在基因組的關鍵功能區域，包括控制基因活性的區域。

專家確定，這種獨特 DNA 結構的形成受細胞週期和 pH 值的影響。“此外，我們提供的證據表明，i-基序結構形成於人類基因組的調控區域，包括啓動子和端粒區域。”

研究的主要作者，抗體治療實驗室的研究人員克里斯蒂安·大衛·佩尼亞·馬丁內斯（Cristian David Peña Martinez）解釋說，i-基序與在細胞週期特定時間高度活躍的基因有關，這表明它們在調節基因活性方面發揮着動態作用。

“這爲通過 i-基序結構來靶向疾病相關基因提供了一個令人興奮的機會，”他補充道。

據該研究的合著者、加爾萬的助理教授兼首席科學官莎拉·庫默菲爾德（Sarah Kummerfeld）所說

在與難以治療的癌症相關的這些“聖盃”序列附近廣泛存在的 i 基序，爲診斷和治療方法開闢了新的可能性。

庫默菲爾德教授表示：“有可能設計針對 i 基序的藥物來影響基因表達，這或許會擴大當前的治療選擇。”

克里斯教授指出，加爾萬在抗體開發和基因組學方面世界領先的專業知識，使得 i 基序的成功繪製成爲可能。

克里斯教授說道：“這項研究是基礎研究和技術創新共同促成範式轉變發現的一個實例。”

“我們的研究提供了有關人類基因組 DNA 中 i 基序的位置和分佈的基礎知識和資源，成爲了未來診斷和治療策略的潛在目標，”作者總結道。

----- （注：此部分可能爲分隔符或無實際意義的符號）