DNA鸟嘌呤四联体研究进展

冯逸龙 张文利

（南京农业大学农学院 南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室 江苏省现代作物生产协同创新中心，南京 210095）

鸟嘌呤（G）四联体，又称作G-quadruplex或G4等，广泛存在于生物体基因组中。它是由富含G串联重复序列的DNA或RNA折叠形成的一种高级结构。相同或不同平面的G主要是以CGC三联体形式，通过Hoogsteen氢键相互连接形成了一种更加稳定的二级结构［1］。DNA-G4假设模型最早于1958年被提出，但直到1962年才由Gellert 等［2］通过X-Ray手段证实了该模型的真实性。由于受到当时研究手段的制约，人们对G4结构及其生物学功能认识非常有限。直到20世纪90年代，一系列用于体内外检测G4位点的物理、生化以及免疫学等相关检测技术的发展和应用，G4结构及其生物学功能重新引起了人们的广泛关注。目前，人和动物G4研究已成为人类疾病治疗和药物基因组学研究的热点之一。

目前已有的研究结果表明，生物体G4具有一系列重要的生物学功能，如稳定染色质状态［3-4］、参与细胞周期［5］、调节离子跨膜运输［6］、参与表观遗传调控［7-11］、调控基因表达［9，12-13］以及参与DNA损伤和修复［14］等。尤为重要的是，G4现已作为潜在的靶标位点用于人类疾病治疗［15-19］。例如，I期临床试验结果显示，小分子合物CX-5461用于治疗因BRCA1/2缺陷而引起的肿瘤是与它可以稳定体内G4有关［20］。与人及动物G4研究相比，植物G4的鉴定及其生物学功能研究远远滞后。目前，除G4-seq被首次用于在全基因组水平鉴定拟南芥G4位点外，多数植物G4的位点还主要依赖于生物信息学方法，根据形成G4的核心序列在全基因组水平进行预测［21］，这种预测的准确性还有待于进一步验证。……