微小的DNA读取器以促进抗癌药物的发展

DNA很小。真的，真的，小。因此，当研究人员想要研究单链DNA的结构时，他们不能只是拔出他们的显微镜：他们必须要有创造力。在本周发表在“ 科学报告”上的一项研究中，来自日本大阪大学的研究人员解释了他们如何提出一个非常小的解决方案来应对研究纳入单链DNA的抗癌药物的挑战。

由于我们几乎有一半人可能在我们的一生中的某个时刻患上癌症，因此对新型有效治疗的需求从未如此重要。虽然研究人员不断开发新的和改进的疗法来杀死癌细胞，或者至少停止其复制，但对这些药物如何起作用的有限理解有时会使其难以推进其他有希望的治疗方法。

一种这样的处理，三氟尿苷，是一种抗癌药物，在其复制时被掺入DNA中。虽然类似于胸腺嘧啶，构成DNA的四种核苷酸之一，但三氟尿苷不能与胸腺嘧啶的伴侣核苷酸腺嘌呤结合。这使DNA分子不稳定，导致异常的基因表达，并最终导致细胞死亡。

但确切地说，将三氟尿苷掺入DNA中仍然是一个谜，因为它没有被传统的DNA测序方法所区分，妨碍了完全理解和开发该技术的努力。

因此，大阪大学的团队开始着手开发一种DNA测序方法，该方法能够区分短链DNA中的药物分子和正常核苷酸。研究人员利用显微探针传递的电流比一粒沙子小约65,000倍 - 这个间隙的宽度足以容纳一条DNA。

“使用这种单分子量子测序方法，我们成功地根据电导的差异鉴定了DNA中的单个分子，”主要作者Takahito Ohshiro解释道。“这是我们第一次能够直接检测DNA中的抗癌药物分子。”

重要的是，三氟尿苷的电导率低于四种天然核苷酸的电导率，其也显示出不同的电导值，使其易于在DNA序列中区分。基于这些值，研究人员成功测序了多达21个核苷酸的单链DNA链，精确定位了三氟尿苷的确切插入位点。

“现在我们有能力确定药物的确切位置，我们可以更好地了解DNA损伤的机制，”资深作者Masateru Taniguchi说。“我们预计这项技术将有助于快速开发新的和更有效的抗癌药物。”