Nat Commun：科学家用小分子改变DNA三维结构，有望开发新型抗癌药物

来源：作者：人气：-发表时间：2019-04-29 10:57:00【大中小】

研究人员发现，利用小分子化合物可以改变基因组的空间结构，这些小分子化合物被认为是很有前途的抗癌药物。这项工作为开发一类可以改变三维基因组的新的抗癌表观遗传药物开辟了新方向，研究结果发表在《Nature Communications》杂志上。

图片来源：Nature Communications

生物体的特性是在其基因组中编码的，在大多数情况下，基因组的物理载体是DNA。尽管DNA是线性分子，但它在细胞核中处于折叠状态，这意味着基因和远处的调控元件可能在物理空间中并存，形成复杂的调控网络。控制人类基因功能的特殊机制在DNA包装水平上运作。这些机制正是该研究感兴趣的地方。

在这项研究中，科学家们首次证明了基因组的三维结构可以通过能够穿透活细胞的小分子来改变。箭毒素是一类具有抗癌活性的化合物。它们可以杀死癌细胞，抑制恶性肿瘤的发展。Katerina Gurova教授的实验室(美国罗斯威尔帕克综合癌症中心)先前已经证明箭毒素可以特异性地杀死癌细胞。该课题组开发的一种药物目前正在进行1期临床试验。

“我们使用了一种来自箭毒素家族的化合物。它可以与DNA结合并改变其物理性质，从而使维持基因组空间结构的重要蛋白因子与DNA分离。这导致了三维基因组的显著变化，抑制了许多基因，主要是癌基因。”该研究负责人、俄罗斯科学院基因生物学研究所功能基因组学系主任Sergey Razin教授说道。这篇文章的作者之一、俄罗斯科学院基因生物学研究所基因组稳定性实验室的负责人Omar Kantidze补充说:“这项研究可能会刺激通过改变空间基因组组织来改变基因表达的新药的研究。”

寻找所谓的表观遗传药物已经成为一个热门的研究趋势。然而，目前还没有直接影响三维基因组的小分子。这项工作的结果为开发表观遗传药物提供了新方法。

参考资料：

Omar L. Kantidze et al.The anti-cancer drugs curaxins target spatial genome organization, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-09500-7 http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-09500-7