研究人员利用光线打开基因表达

想象一下，我们可以通过打开电灯开关来控制基因表达。北卡罗莱纳州立大学的研究人员正在使用光激活分子来开启和关闭基因表达。他们的方法在研究基因功能时更加精确，并可能导致癌症等疾病的靶向治疗。

三联体形成的寡核苷酸(TFOs)是一种常用的分子，可以通过与双链DNA结合来阻止基因转录。北卡罗莱纳州的化学家亚历克斯博士Deiters想要找到一种更精确地控制TFOs的方法，进而控制某些基因的转录。所以deiter在TFO上安装了一个光激活的“笼子”。当暴露在紫外线(UV)光下时，笼子被拆除，TFO可以自由地与DNA结合，抑制感兴趣基因的转录。

“在没有光的情况下，转录活性是100%，”deiter说。“当我们打开灯，我们可以将其降低到25%左右，这是基因表达的显著减少。”

此外，deiter通过将笼状抑制剂链附着在TFO上来微调这一过程。在没有紫外线照射的情况下，TFO表现正常，与DNA结合并阻止基因表达。然而，当暴露在紫外线下时，笼状抑制剂激活并阻止TFO与DNA结合，打开基因转录。

“我们已经创造了一种工具，允许光激活基因转录，”deiter说。“通过给予研究人员对基因表达更大的时间和空间控制，我们扩大了他们研究特定基因在他们选择的任何环境中的行为的能力。”

这项研究发表在ACS化学生物学由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助。迪特斯与北卡罗来纳州立大学的研究生珍妮·m·戈文、拉金德拉·乌普莱蒂和詹姆斯·亨普希尔以及维克森林大学的马克·o·莱弗利共同进行了这项研究。

皮克-

编辑报告：以下是论文摘要。

哺乳动物细胞中通过光激活和光失活三联体寡核苷酸的转录调控

作者:Alexander deiter, Jeane M. Govan, Rajendra Uprety, James Hemphill，北卡罗来纳州立大学;维克森林大学医学院的Mark O. Lively说

发表:ACS化学生物学

文摘:
三联体形成的寡核苷酸(TFOs)是通过抑制转录调控基因表达的有效工具。本研究首次将碱基笼技术应用于光激活TFOs对转录的时间调控。通过对笼状胸腺嘧啶核苷酸位点特异性的掺入，TFO: DNA三链形成被阻断，使TFO失活。然而，在短暂的紫外线照射后，笼子组被移除，激活TFO，导致基因转录的抑制。此外，还开发了TFO抑制剂序列中笼型脱氧胞苷核苷酸的合成和位点特异性结合，从而实现了TFO功能的光失活，从而光化学激活基因表达。在紫外线诱导下去除笼子组后，TFO形成一个DNA哑铃结构，使其失活，从DNA中释放出来，并激活转录。这些是光调节TFOs及其在基因表达的光化学激活和失活中的应用的第一个例子。此外，发现发夹环结构可以显著提高磷酸二酯dna基TFOs在组织培养中的有效性。