Nat Commun：科學家用小分子改變DNA三維結(jié)構(gòu)，有望開發(fā)新型抗癌藥物

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2019-04-29 10:57:00【大中小】

研究人員發(fā)現(xiàn)，利用小分子化合物可以改變基因組的空間結(jié)構(gòu)，這些小分子化合物被認為是很有前途的抗癌藥物。這項工作為開發(fā)一類可以改變?nèi)S基因組的新的抗癌表觀遺傳藥物開辟了新方向，研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。

圖片來源：Nature Communications

生物體的特性是在其基因組中編碼的，在大多數(shù)情況下，基因組的物理載體是DNA。盡管DNA是線性分子，但它在細胞核中處于折疊狀態(tài)，這意味著基因和遠處的調(diào)控元件可能在物理空間中并存，形成復雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。控制人類基因功能的特殊機制在DNA包裝水平上運作。這些機制正是該研究感興趣的地方。

在這項研究中，科學家們首次證明了基因組的三維結(jié)構(gòu)可以通過能夠穿透活細胞的小分子來改變。箭毒素是一類具有抗癌活性的化合物。它們可以殺死癌細胞，抑制惡性腫瘤的發(fā)展。Katerina Gurova教授的實驗室(美國羅斯威爾帕克綜合癌癥中心)先前已經(jīng)證明箭毒素可以特異性地殺死癌細胞。該課題組開發(fā)的一種藥物目前正在進行1期臨床試驗。

“我們使用了一種來自箭毒素家族的化合物。它可以與DNA結(jié)合并改變其物理性質(zhì)，從而使維持基因組空間結(jié)構(gòu)的重要蛋白因子與DNA分離。這導致了三維基因組的顯著變化，抑制了許多基因，主要是癌基因。”該研究負責人、俄羅斯科學院基因生物學研究所功能基因組學系主任Sergey Razin教授說道。這篇文章的作者之一、俄羅斯科學院基因生物學研究所基因組穩(wěn)定性實驗室的負責人Omar Kantidze補充說:“這項研究可能會刺激通過改變空間基因組組織來改變基因表達的新藥的研究。”

尋找所謂的表觀遺傳藥物已經(jīng)成為一個熱門的研究趨勢。然而，目前還沒有直接影響三維基因組的小分子。這項工作的結(jié)果為開發(fā)表觀遺傳藥物提供了新方法。

參考資料：

Omar L. Kantidze et al.The anti-cancer drugs curaxins target spatial genome organization, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-09500-7 http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-09500-7