论文部分内容阅读
G四链体(G-quadruplex)是富含鸟嘌呤的核酸形成的结构,与许多生理学和病理学过程中都有关联。能够形成G四链体的序列在基因组中广泛分布。之前对G四链体的研究大都局限在三层或以上鸟嘌呤平面(G-quartet)的分子内G四链体上。双层鸟嘌呤平面的G四链体稳定性不高,只有在单链DNA或RNA上形成的报道,并不清楚它能否在双链DNA中形成。 最近实验室发现,非模板链上带有两段及以上G-tract的双链DNA转录时,非模板链DNA和RNA可以形成分子间的杂合G四链体(HQ)。本工作中,通过凝胶阻滞,DMS印迹,荧光标记和紫外交联实验,发现双层鸟嘌呤平面的HQ可以在双链转录中形成。这种HQ存在时间只有几分钟,与能存在数小时的三层鸟嘌呤平面HQ相比相当短暂。它可以被G四链体结合小分子稳定,而且也可以造成转录的终止。我们猜想,它可能是一类在时效性反应过程中起微调作用的特殊的G四链体。生物信息学分析发现,能够形成双层或双层以上鸟嘌呤平面的HQ的序列具有转录依赖的非模板链极性化,支持了HQ在基因组中的形成和功能。HQ在几乎所有的人类基因中都有分布,而且数量很高。 另一方面,HQ结构的发现,使得有四段G-tract的序列在转录中可以出现HQ和DNA分子内G四链体(DQ)两种结构。了解HQ和DQ之间的相互关系,对研究G四链体对转录的调节十分关键。通过凝胶阻滞,DMS印迹,紫外交联和荧光探针检测RNA实验,我们发现在转录下游非模板链上的序列(GGGGA)4中,DQ和HQ都能分别形成。本文的合作者进一步用单分子技术分析,确认了DQ和HQ的形成,并发现,RNA转录产物可以促进G四链体的形成。转录中形成的HQ比例和稳定性都高于DQ,说明转录中HQ可能是更强的物理障碍。这些结果提示了DQ和HQ及两种结构的协同和竞争在转录调节中可能的作用。