端粒與衰老研究組發現轉錄能夠遠程誘導DNA產生G-四鏈體結構

含有連續鳥嘌呤堿基的核苷酸能夠形成G-四鏈體結構,傾向形成G-四鏈體結構的序列(PQS)廣泛分布在原核生物和真核生物的基因組中,G-四鏈體結構參與一些重要的生理和病理過程,如DNA的複製,轉錄和癌症的發生等。然而對於G-四鏈體結構如何在基因組中產生這一問題仍然不清楚。

端粒與衰老研究組最近的研究發現雙鏈DNA轉錄過程中在RNA聚合酶後方形成的負超螺旋能夠誘導產生G-四鏈體結構。進一步的結果表明轉錄誘導G-四鏈體的產生可以有效地在遠離轉錄起始位點數千堿基的地方發生,同時改變上遊地區蛋白質對DNA的識別和相互作用。這一特性提示基因組DNA雙鏈中下遊基因的轉錄能夠遠距離地影響和調節上遊DNA的結構和相關的生物學功能。或者說能夠形成G-四鏈體結構的序列作為感應元件能夠遠距離感應下遊轉錄事件的發生,所形成的G-四鏈體結構進一步作為調控元件調控基因的轉錄或其它生理活動。與這一特性相對應,該研究利用生物信息學的方法,發現恒溫動物中能夠形成G-四鏈體結構的序列富集在基因的上遊,但是在基因的下遊幾乎不存在富集現象。它表明這些功能為進化所選擇。

該項研究成果與2013年5月28日在線發表在期刊Nucleic Acids Research上,上線不到十天被推薦到Faculty of 1000。該論文的通訊作者是譚錚研究員,第一作者是博士研究生張超同學(全文鏈接)。 該項研究工作得到科技部973國家重點項目、國家自然科學基金的資助。

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