近日，刊登于國(guó)際雜志Nature Chemistry上的一項(xiàng)研究報(bào)告中，來(lái)自芝加哥大學(xué)的一組研究人員設(shè)計(jì)了一種方法來(lái)制造目前很多化學(xué)家都無(wú)法合成出的小型多節(jié)且連鎖的化學(xué)結(jié)構(gòu)，研究者認(rèn)為，這些特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)能夠被用來(lái)篩選可以抵御癌癥的新型化合物。

很多化學(xué)家都將分節(jié)或鏈環(huán)作為其開(kāi)發(fā)的化學(xué)結(jié)構(gòu)的一部分，但在分子尺度下合成出繁雜的新型物質(zhì)是非常困難的，而這項(xiàng)研究中，研究者Liu及其同時(shí)就發(fā)現(xiàn)了一種能夠在DNA單鏈上產(chǎn)生各種各樣小型多節(jié)結(jié)構(gòu)的方法，即尺寸為15-20納米。Yossi Weizmann說(shuō)道，此前無(wú)人可以成功制造出這樣的結(jié)構(gòu)，然而我們就發(fā)現(xiàn)了這樣的方法。利用這些小型多節(jié)化學(xué)結(jié)構(gòu)，我們就可以模擬細(xì)胞中DNA的變化情況，并且開(kāi)發(fā)新型的工具來(lái)有效攻擊對(duì)癌細(xì)胞生存非常關(guān)鍵的酶類。

DNA是一種長(zhǎng)鏈分子，在活體細(xì)胞中，其必須自我纏繞才能夠裝入細(xì)胞核中，因此其處于超螺旋結(jié)構(gòu)，而這種效應(yīng)就類似于處于多節(jié)狀態(tài)，這就好像一個(gè)帶子擰地很緊一樣，較短的片段就會(huì)轉(zhuǎn)回原來(lái)的位置并且不斷纏結(jié)，從而干擾DNA的功能。當(dāng)DNA需要復(fù)制時(shí)，DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶就會(huì)揭開(kāi)超螺旋，釋放超螺旋結(jié)構(gòu)中的張力，隨后其會(huì)再連接被切斷的末端以便DNA可以發(fā)揮正常作用。

文章中研究者就利用分節(jié)段的DNA結(jié)構(gòu)作為探針來(lái)檢測(cè)拓?fù)湟讟?gòu)酶的活性，首先他們使得來(lái)自DNA單鏈和短片段分子的分節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自身形成，隨后形成DNA的四種堿基就會(huì)按照一定的準(zhǔn)則互相聯(lián)結(jié)（即A-T；C-G），因此通過(guò)挑取DNA短片段上的核苷酸，研究者就可以對(duì)吸附在長(zhǎng)鏈上的片段進(jìn)行操作。

利用這種方法研究者就能夠制造出9種不同的節(jié)段狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)拓?fù)洚悩?gòu)酶被引入到含有節(jié)段DNA的細(xì)胞中時(shí)，拓?fù)洚悩?gòu)酶就能夠切斷這種分節(jié)結(jié)構(gòu)，并且對(duì)其末端進(jìn)行連接形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。隨后為了檢測(cè)抗拓?fù)洚悩?gòu)酶藥物的潛力，研究者在藥物引入之前和之后分別進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)觀察是否這種藥物能夠抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶的活性，當(dāng)前研究人員采用的凝膠電泳法非常緩慢，并不能有效篩選出合適的候選藥物。

而研究者Liu就開(kāi)發(fā)出了一種可替代的方法，他表示，我意識(shí)到我們并不需要看到節(jié)段狀結(jié)構(gòu)本身，我們僅僅需要看到酶類可以被“解開(kāi)”，當(dāng)節(jié)段狀結(jié)構(gòu)不能夠復(fù)制時(shí)環(huán)狀DNA卻可以進(jìn)行復(fù)制，因此利用能夠結(jié)合DNA的熒光染料我們就可以輕松尋找能夠復(fù)制的DNA結(jié)構(gòu)。當(dāng)研究者檢測(cè)拓?fù)湟讟?gòu)酶時(shí)，因?yàn)樵撁覆⒉荒軌蚴构?jié)段結(jié)構(gòu)形成環(huán)狀，而且如果DNA分子被解開(kāi)研究者就能夠檢測(cè)DNA分子的復(fù)制情況，因此這種方法完全不需要進(jìn)行電泳操作，而且其可以高效篩選出抵御拓?fù)洚悩?gòu)酶活性的潛在藥物。

目前研究者計(jì)劃對(duì)化合物文庫(kù)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)期待FDA能夠批準(zhǔn)，研究者希望本文研究能夠幫助科學(xué)家們有效篩選出抵御癌癥的多種化合物。