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        研究為擴(kuò)大DNA研究打開(kāi)了大門(mén)
        
			
        
				2019-04-14 14:14:19
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        德克薩斯A&M大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系副教授Wonmuk Hwang博士正在研究DNA的力學(xué)，即人體的藍(lán)圖。Hwang和他的前博士生Xiaojing Teng博士提出了一個(gè)問(wèn)題：如果遺傳信息在所有細(xì)胞中是相同的，那么為什么肌肉細(xì)胞的外觀和行為與皮膚細(xì)胞不同?
        

        研究為擴(kuò)大DNA研究打開(kāi)了大門(mén)
        

        “為了選擇性地打開(kāi)和關(guān)閉不同的基因以確定細(xì)胞類(lèi)型，你需要修改這種基因表達(dá)，其中一種方法就是化學(xué)修飾DNA，”Hwang說(shuō)。
        

        身體實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要方式是通過(guò)甲基化，其中甲基基團(tuán)粘附在DNA中的特定位置，使得該組阻止該區(qū)域中的遺傳信息被細(xì)胞讀取。此外，甲基化影響DNA的局部靈活性，進(jìn)而控制DNA如何被包裝到染色體中。雖然這些過(guò)程眾所周知，甲基化如何影響DNA的機(jī)械性能仍然未知。
        

        通過(guò)使用德克薩斯A&M高性能研究計(jì)算設(shè)施的超級(jí)計(jì)算機(jī)以及德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的德克薩斯高級(jí)計(jì)算中心的廣泛模擬，Hwang能夠確定甲基周?chē)腄NA區(qū)域如何相互碰撞和改變機(jī)械行為。
        

        隨著這一發(fā)現(xiàn)，Hwang說(shuō)他們發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)意外的洞察力。
        

        “這些甲基不僅撞擊DNA中的鄰近原子，而且水分子在這些甲基周?chē)匦屡帕校?rdquo;Hwang說(shuō)。“即使在沒(méi)有原子與甲基直接碰撞的情況下，重排的水分子實(shí)際上也能抵抗變形，就像周?chē)乃肿邮荄NA本身的一部分一樣。”
        

        有多種應(yīng)用可以理解甲基化等過(guò)程是如何起作用的。Hwang給出的一個(gè)例子是開(kāi)發(fā)更多關(guān)于癌細(xì)胞如何發(fā)揮作用的知識(shí)。
        

        他說(shuō)：“癌細(xì)胞經(jīng)常甲基化它們的DNA，以關(guān)閉控制細(xì)胞分裂的基因，促進(jìn)不受控制的生長(zhǎng)。”
        

        另一個(gè)是藥物與DNA的相互作用以及藥物設(shè)計(jì)應(yīng)如何考慮這些水分子。
        

        “這項(xiàng)研究不會(huì)立即導(dǎo)致新藥，但它為更合理的藥物設(shè)計(jì)提供了更多的一步，”黃說(shuō)。“人們幾十年來(lái)一直在研究癌癥，我并不認(rèn)為我可以立即解決問(wèn)題。但所有這些努力都在朝著正確的方向逐步推進(jìn)。”
        

        Hwang說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的方法打開(kāi)了分析其他類(lèi)型DNA或RNA修飾的大門(mén)，以及它們的行為如何根據(jù)引入的藥物而變化。
        

        這篇文章刊登在4月24日出版的“生物物理學(xué)報(bào)”的封面上。
        
			

			
          
        
			
        
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