创新的化学因子可嗅探出DNA结构的关键差异
感应 G-四链体结构的化学“鼻子”示意图。来源：理查德胡利/UCR
检测创新可以促进药物开发和癌症研究。
对精密光学器件的清洁有可能降低器件的性能，不适当或不必要的清洁容易破坏器件的表面镀膜。正确取放器件并将器件保存在专用容器中，将Zui大限度地减少清洁次数和器件被损坏的可能。
DNA结构的微小变化与乳腺癌和其他疾病有关，但直到现在都很难检测到。
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使用他们所说的“化学鼻子”，加州大学河滨分校的化学家能够在 DNA 片段以不寻常的方式折叠时“闻到”。他们设计和演示该系统的工作已发表在《自然化学》杂志上。
“如果 DNA 序列被折叠，它可能会阻止与该特定 DNA 片段相关的基因的转录，”研究作者和 UCR 化学教授钟文万说。“换句话说，这可以通过沉默可能导致癌症或促进肿瘤的基因产生积极的影响。”
相反，DNA折叠也可能产生负面影响。
“DNA折叠可能会阻止病毒蛋白的产生，以最大限度地减少免疫反应，”钟说。
研究这些褶皱如何对生物产生积极或消极的影响，首先需要科学家检测它们的存在。为此，UCR 有机化学教授 Richard Hooley 和他的同事修改了一个以前用于感知其他事物的概念，例如不同年份葡萄酒中的化学成分。
系统中的化学物质可以设计为寻找几乎任何类型的目标分子。然而，通常使用“鼻子”的方式，它无法检测 DNA。只有 Hooley 的小组添加了额外的非标准组件后，鼻子才能嗅出它的 DNA 目标。
“人类通过吸入含有气味分子的空气来检测气味，这些气味分子与鼻子内的多个受体结合，”胡利解释说。“我们的系统具有可比性，因为我们有多种受体能够与我们正在寻找的 DNA 折叠相互作用。”
响应 G-四链体检测的系统图示。来源：理查德胡利/UCR
化学鼻由三部分组成：宿主分子、荧光客体分子和目标DNA。当所需的褶皱出现时，客人会发光，提醒科学家他们在样本中的存在。
DNA由四种核酸组成：鸟嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。大多数时候，这些酸形成类似于梯子的双螺旋结构。富含鸟嘌呤的区域有时会以不同的方式折叠，形成所谓的 G-四链体。
形成这些四链体结构的基因组部分非常复杂，尽管加州大学河滨分校的研究人员发现它们的折叠可以调节基因表达，并且它们在保持细胞健康方面发挥着关键作用。
对于这个实验，研究人员想要证明他们可以检测到一种由四种鸟嘌呤组成的特定类型的四链体。这样做后，钟说研究团队将努力在他们的成功基础上再接再厉。
“现在我们认为我们可以做得更多，”她说。“DNA 中还有其他三维结构，我们也想了解这些结构。”
研究人员将研究破坏 DNA 的力量如何影响它们的折叠方式。他们还将研究RNA折叠，因为 RNA 在细胞中发挥着重要作用。
“RNA的结构比DNA更复杂，更难分析，但了解它的结构对疾病研究有很大的潜力，”钟说。