DNA由雙股螺旋構造組成，已是眾所皆知的常識。8月29日，澳洲Garvan研究所研究團隊繼2018年首次證實，DNA除了螺旋形狀外，還有被稱為i-motif (iMs)的「結」狀DNA結構後，再次發現這種結構DNA，不只在人類基因體中存在超過5萬個，還扮演基因活化調控的關鍵角色，相關研究已發表在《EMBO》期刊。
 
這種「結」狀DNA結構，最早是在2018年由Garvan研究所研究團隊首次發現，有別於標誌性的雙股螺旋結構，它是當DNA鏈上的胞嘧啶(C)彼此配對時，形成雙螺旋突出的四鏈扭曲結構。
 
不過，即便科學界已知生物體中有i-motif的結構存在，但對於人類基因體DNA中，此類結構的豐富度和分佈如何，尚不清楚。
 
Garvan研究團隊進一步利用高親和力的免疫沉澱法，在3株人類細胞株，包括乳癌細胞株MCF7、骨肉瘤細胞株U2OS和胚胎腎細胞株HEK293T中，取得i-motif後進行定序。
 
在透過生物膜干涉技術(biolayer interferometry, BLI)與圓二色光譜技術(Circular Dichroism Spectroscopy, CD)的光學分析方法驗證下，研究人員得到了全基因體中形成i-motif的DNA序列。
 
在這3株人類細胞株中，研究團隊不僅觀察到約53,000個 i-motif並且廣泛分布在人類基因體中，這些DNA還大量出現在細胞週期中的G0/G1期，屬於正調控的基因內。
 
研究人員認為，i-motifs並非隨機分散，且多集中在基因體的關鍵功能區域，包括控制基因活性的區域，甚至在致癌基因，如MYC的啟動子區域上。
 
領導這項研究資深作者、Garvan抗體治療實驗室負責人兼免疫中心主任Daniel Christ教授表示，過去科學界對DNA雙股結構就存有爭議， 對DNA結構來說，有5萬多個i-motif結構，這是一個非常高的數字，我們的實驗不只證明i-motif廣泛存在，也發現i-motif在基因體功能中可能扮演關鍵角色，未來或許可針對i-motif來設計相關藥物或診斷方法。
 
資料來源：
https://www.eurekalert.org/news-releases/1055924
https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44318-024-00210-5