双螺旋升级了：人体首次发现四螺旋DNA

升级的双螺旋结构 图片来源：Ella Maru Studio

众所周知，DNA是生物体发育和正常运作必不可少的大分子，其结构为双螺旋。但是这一结构有时会加倍。如今，研究人员首次在健康人体细胞中发现了四螺旋DNA结构。

此前研究人员曾在一些癌细胞和实验室的化学实验中发现四螺旋DNA，这是第一次在健康的人类活体细胞中发现这种结构，而且它是由正常细胞过程产生的稳定结构。

“毫无疑问，我们已经证明了四股DNA可以在活细胞中形成。这迫使我们重新思考DNA的生物学特征。”英国帝国理工学院的Marco Di Antonio说。

DNA分子由腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）4种碱基组成，它们有多种结合的方式。G作为其中唯一能够与自身结合的碱基，当4个G形成一个正方形时，就构成了一个四螺旋结构。

Di Antonio和同事通过在活体细胞的DNA上附加一种新的荧光标记，从而能够观察到人体组织中的四螺旋结构。他表示，这一发现可能会提高人们对遗传物质是如何泄露信息的理解。

“我们知道DNA的作用，但细胞是如何知道在哪里表达基因以及制造多少蛋白质的呢？”Di Antonio说。

研究人员在近日发表于《自然—化学》的研究中推测，四螺旋结构的形成是为了保持分子的开放性，便于阅读遗传密码，从而产生蛋白质。它可能还影响着产生每种蛋白质的含量。

通常，上述功能是由表观遗传标记（DNA上的化学标记，可以增加或减少基因的活性）实现的，而DNA的四螺旋结构似乎也具有类似的作用。

“四螺旋DNA的形成和表观遗传标记之间存在某种串扰，四螺旋本身就是一种表观遗传标记。”Di Antonio说

东安格利亚大学的Zoë Waller认为，这项研究为四螺旋结构是正常DNA调节和功能一部分的观点提供了证据，人们对DNA双螺旋结构的看法可能已经过时了。这项研究证明DNA的结构或形状不是固定的。