Nature子刊：新發現或將快速篩選抗癌化合物

近日，刊登於國際雜誌Nature Chemistry上的一項研究報告中，來自芝加哥大學的一組研究人員設計了一種方法來製造目前很多化學家都無法合成出的小型多節且連鎖的化學結構，研究者認為，這些特殊的化學結構能夠被用來篩選可以抵禦癌症的新型化合物。

很多化學家都將分節或鏈環作為其開發的化學結構的一部分，但在分子尺度下合成出繁雜的新型物質是非常困難的，而這項研究中，研究者Liu及其同時就發現了一種能夠在DNA單鏈上產生各種各樣小型多節結構的方法，即尺寸為15-20納米。Yossi Weizmann說道，此前無人可以成功製造出這樣的結構，然而我們就發現了這樣的方法。利用這些小型多節化學結構，我們就可以模擬細胞中DNA的變化情況，並且開發新型的工具來有效攻擊對癌細胞生存非常關鍵的酶類。

DNA是一種長鏈分子，在活體細胞中，其必須自我纏繞才能夠裝入細胞核中，因此其處於超螺旋結構，而這種效應就類似於處於多節狀態，這就好像一個帶子擰地很緊一樣，較短的片段就會轉回原來的位置並且不斷纏結，從而幹擾DNA的功能。當DNA需要複製時，DNA拓撲異構酶就會揭開超螺旋，釋放超螺旋結構中的張力，隨後其會再連接被切斷的末端以便DNA可以發揮正常作用。

文章中研究者就利用分節段的DNA結構作為探針來檢測拓撲易構酶的活性，首先他們使得來自DNA單鏈和短片段分子的分節結構進行自身形成，隨後形成DNA的四種堿基就會按照一定的準則互相聯結（即A-T；C-G），因此通過挑取DNA短片段上的核苷酸，研究者就可以對吸附在長鏈上的片段進行操作。

利用這種方法研究者就能夠製造出9種不同的節段狀結構，當拓撲異構酶被引入到含有節段DNA的細胞中時，拓撲異構酶就能夠切斷這種分節結構，並且對其末端進行連接形成環狀結構。隨後為了檢測抗拓撲異構酶藥物的潛力，研究者在藥物引入之前和之後分別進行檢測，來觀察是否這種藥物能夠抑製拓撲異構酶的活性，當前研究人員采用的凝膠電泳法非常緩慢，並不能有效篩選出合適的候選藥物。

而研究者Liu就開發出了一種可替代的方法，他表示，我意識到我們並不需要看到節段狀結構本身，我們僅僅需要看到酶類可以被“解開”，當節段狀結構不能夠複製時環狀DNA卻可以進行複製，因此利用能夠結合DNA的熒光染料我們就可以輕鬆尋找能夠複製的DNA結構。當研究者檢測拓撲易構酶時，因為該酶並不能夠使節段結構形成環狀，而且如果DNA分子被解開研究者就能夠檢測DNA分子的複製情況，因此這種方法完全不需要進行電泳操作，而且其可以高效篩選出抵禦拓撲異構酶活性的潛在藥物。

目前研究者計劃對化合物文庫進行檢測，同時期待FDA能夠批準，研究者希望本文研究能夠幫助科學家們有效篩選出抵禦癌症的多種化合物。