DNA是生物體內最重要的遺傳物質(zhì)，會(huì )形成一種“雙螺旋”結構，借此才能完美地將遺傳訊息精確復制而遺傳給下一代。然而DNA的構造還有其他可能性，英國劍橋大學(xué)先前就已發(fā)現細胞中尚有一種“四螺旋”的DNA結構，主要發(fā)生于富含“鳥(niǎo)嘌呤”（Guanine，G）的區域，因此也稱(chēng)作“G-四聯(lián)體”（G-quadruplex）。進(jìn)一步科學(xué)家還發(fā)現G-四聯(lián)體常出現于癌癥相關(guān)基因的DNA區域內，很可能扮演著(zhù)開(kāi)啟或關(guān)閉這些基因的角色，因此四螺旋于癌癥治療也有其重要性，也希望新藥研發(fā)公司能重視此生物學(xué)的基礎發(fā)現。

劍橋大學(xué)化學(xué)系的尚卡爾·巴拉蘇布拉曼尼安（ShankarBalasubramanian）教授為了更全面性研究G-四聯(lián)體于人類(lèi)細胞DNA的分布情形，首先研發(fā)出能精確辨認G-四聯(lián)體構造的“抗體”（注）。有了這項強有力的“研究工具”后，研究團隊得以將細胞中大部分G-四聯(lián)體分離出來(lái)。再借由次世代核酸定序分析這些四聯(lián)體的核酸序列，并與已知的人類(lèi)基因體序列比對后發(fā)現，細胞中的DNA竟有約一萬(wàn)個(gè)G-四聯(lián)體，而且多分布于調控基因表現的DNA區域，此外癌癥相關(guān)基因的區域出現G-四聯(lián)體的機會(huì )更高。研究?jì)热菀芽窃?016年9月的《自然遺傳學(xué)》（NatureGenetics）期刊。

當DNA處于雙股螺旋結構時(shí)G-四聯(lián)體并不會(huì )產(chǎn)生，只有在DNA進(jìn)行復制或基因轉錄時(shí)，雙股結構暫時(shí)被“解開(kāi)”而暴露出單股DNA，才有機會(huì )形成G-四聯(lián)體。科學(xué)家也發(fā)現，某些細胞中的蛋白能協(xié)助G-四聯(lián)體形成，少了它們形成的速度會(huì )很緩慢。

由于G-四聯(lián)體多出現在調控基因表現的區域，合理的推測它應該扮演調節基因表現的角色。科學(xué)家將能形成G-四聯(lián)體區域DNA的鳥(niǎo)嘌呤置換為其他鹼基，的確發(fā)現會(huì )使該基因表現下降；此外，若使用能與G-四聯(lián)體結合的小分子化合物處理細胞時(shí)，那些具有G-四聯(lián)體的基因表現量會(huì )明顯受到改變，而不具此構造的基因表現較不受影響。

最近，加拿大皇后大學(xué)（Queen’sUniversity）一位博士班研究生CaitlinMiron女士（28歲），從數量龐大的化合物中篩選出一款新穎的、能與G-四聯(lián)體相結合的化學(xué)分子，將有機會(huì )用于抑制癌細胞的生長(cháng)與轉移。Miron說(shuō)：“雖然G-四聯(lián)體能抑制基因的表現，但是此解構很容易被細胞內某些酵素解開(kāi)，而我們篩選出來(lái)的藥物，作用有如強力膠一般會(huì )將此結構固定住，因此能抑制致癌基因的表現。”

Miron已經(jīng)測試此新穎藥物對數種癌細胞生長(cháng)的影響，結果顯示有些種類(lèi)的癌細胞生長(cháng)確實(shí)受到抑制了。由于本次發(fā)現的重要性，Miron于最近（2017年11月）獲頒“Mitacs杰出創(chuàng )新獎”（MitacsAwardforOutstandingInnovation）。有了此項突破性的進(jìn)展，科學(xué)家將能以此為基礎開(kāi)發(fā)治療癌癥的新藥。