中科院杰青研究组最新文章解析DNA分析新方法

　　

生物通报道：来自中科院动物研究所，武汉大学的研究人员建立了一个测定Kf的等温差异杂交方法，为了解生理条件下G－四重折叠形成提供一个有用的工具。这一研究成果公布在Anal. Chem.杂志上。

领导这一研究的是动物研究所谭铮研究员，这位研究人员回国后曾在华南理工大学，武汉大学等多处任职，2005年加入中科院动物研究所，曾获得国家杰出青年科学基金，入选中国科学院"****"国外引进杰出人才，其课题组主要研究方向是衰老的分子生物学研究。

人端粒DNA和其他很多富鸟嘌呤（G）序列能形成一类称作鸟嘌呤－四重折叠（G-quadruplex）的DNA四重折叠高级结构。这种结构与很多生物学过程、治疗癌症以及分子机器有关。折叠平衡常数Kf是衡量G－四重折叠形成能力的定量描述。生理条件下的G－四重折叠结构不是独立存在，而是伴有旁侧结构或与蛋白结合。然而现有的Kf测定方法只能用于核心序列。

在这篇文章中，谭铮研究组建立了一个测定Kf的等温差异杂交方法，不仅能用于核心序列，同时适用于伴有旁侧结构或结合蛋白存在的情况这一方法将为了解生理条件下G－四重折叠形成提供一个有用的工具。

近期有关DNA研究也获得了许多重要成果，让人印象深刻的就是来自爱荷华大学的研究人员发现当一种特殊的DNA重复片段——Alu元件插入到基因中，可以改变蛋白质生成的速率，从而导致了不同物种中不同生物学特性的进化。

Alu元件大约是在6000万年前随灵长动物的进化而出现的一种特殊的DNA重复序列。其他的哺乳动物基因组中不存在有Alu元件。在人类基因组中Alu元件是最常见的一种可移动DNA，并能够跳跃至基因组序列的其他位置。当他们插入到包含基因区域时，这些元件有可能转变为新外显子。尽管在十几年前科学家们就明确Alu元件是人类基因组中新外显子的重要来源，但是一直也无法确定这些新外显子是否真正具有重要的生物功能。

这篇文章利用高通量RNA测序新技术分析了来自人类小脑的1.2亿个RNA序列，进而对Alu衍生的外显子插入成熟RNA序列中的频率进行了定量，并由此确定了它们在基因中的插入位置以及最终蛋白质生成的蓝图。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Folding Equilibrium Constants of Telomere G-Quadruplexes in Free State or Associated with Proteins Determined by Isothermal Differential Hybridization

Guanine rich (G-rich) nucleic acids form G-quadruplex structures that are implicated in many biological processes, pharmaceutical applications, and molecular machinery. The folding equilibrium constant (KF) of the G-quadruplex not only determines its stability and competition against duplex formation in genomic DNA but also defines its recognition by proteins and drugs and technical specifications. The KF is most conveniently derived from thermal melting analysis that has so far yielded extremely diversified results for the human telomere G-quadruplex. Melting analysis cannot be used for nucleic acids associated with proteins, thus has difficulty to study how protein association affects the folding equilibrium of G-quadruplex structure. In this work, we established an isothermal differential hybridization (IDH) method that is able to determine the KF of G-quadruplex, either alone or associated with proteins. Using this method, we studied the folding equilibrium of the core sequence G3(T2AG3)3 from vertebrate telomere in K+ and Na+ solutions and how it is affected by proteins associated at its adjacent regions. Our results show that the KF obtained for the free G-quadruplex is within 1 order of magnitude of most of those obtained by melting analysis and protein binding beside a G-quadruplex can dramatically destabilize the G-quadruplex.

作者简介：
 
　　谭铮，博士，研究员，博士生导师；中科院动物研究所生物膜与膜生物工程国家重点实验室副主任，端粒与衰老研究组组长。
　　国家杰出青年科学基金获得者、中国科学院"****"国外引进杰出人才。1991-1996年分别在美国 North Carolina 州立大学、美国国立卫生研究院环境健康研究所分子与细胞药理学实验室进行客座研究。

研究方向：衰老的分子生物学研究。主持国家教委留学回国人员科研基金，中科院 “****”，国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、国家973等科研项目。

　　1978 - 1982　武汉大学 生物系生物化学，学士
　　1982 - 1985　武汉大学 生物系生物物理，硕士
　　1985 - 1989　北京 中国科学院 动物研究所生物化学，博士
　　1989 - 1991　北京 中国科学院 动物研究所 助理研究员
　　1991 - 1993　美国北卡州立大学 植物系 博士后
　　1993 - 1996　美国国立卫生研究院环境健康科学研究所 Visiting Fellow
　　1997 - 1998　广州华南理工大学食品与生物工程学院 副教授
　　1998 - 2005　武汉大学 生命科学院 教授，博导，长江计划特聘教授
　　2005 - 　　　中科院动物所生物膜与膜生物工程国家重点实验室 研究员

承担科研项目情况：
国家重点基础研究发展计划(973)：衰老的机制与干预的基础研究：端粒结构、复制、延伸与细胞衰老机理
国家自然科学基金重大研究计划重点项目：化学小分子探针对染色体端粒DNA结构、生物学活性及相关信号转导的干预和影响
国家自然科学基金：端粒DNA四重折叠结构在端粒DNA复制中的作用