核酸,是遗传信息的储存者和传递者,是生命得以延续的重要物质基础。作为遗传物质,特殊的核酸二级结构及核酸的各种化学修饰均影响着其生物功能,并且借由这些不同的结构或不同修饰之间的相互转化,影响和决定着下游的生命过程,这就是与核酸相关信号转导。

  在基金委资助的“基于化学小分子探针的信号转导过程研究”重大研究计划中,科学家从四链核酸的配体调控、基于修饰核酸和非规则核酸结构等方面深入探寻了核酸在信号转导中发挥的作用。

  中科院长春应用化学研究所研究员曲晓刚课题组围绕四链核酸的配体调控开展研究。研究发现,一种被称为“M-对映体”的手性超分子化合物和被称为“高级G-四链二聚体”的核酸具有较强的结合能力。曲晓刚课题组的研究表明,“高级G-四链二聚体”可以作为G-四链活性配体的新靶点,为以端粒G-四链为靶点的配体设计提供了新的思路。

  在这项研究中,研究人员还围绕端粒结构和端粒酶活性开展了研究。他们首次证明了单壁碳纳米管(SWNTs)能诱导端粒DNA形成被称为“i-motif”的特殊四链结构,进而破坏端粒的结构和功能,并可有效抑制端粒酶的活性,这为理解这种特殊端粒结构在细胞内的生物功能以及SWNTs在癌细胞中的生物医学效应都具有重要的意义。