剑桥大学最新研究：“DNA测序方法揭开了基因组黑匣子的“面纱”

许多拯救生命的药物直接与DNA相互作用来治疗诸如癌症之类的疾病，但科学家一直在努力探索它们是如何起作用以及为什么起作用的——直到现在。

在《自然-生物技术》杂志上发表的一篇论文中，剑桥大学的研究人员概述了一种新的DNA测序方法，该方法可以检测小分子药物在何处以及如何与靶向基因组相互作用。

Yusuf Hamied化学系的第一作者Yu Zutao Yu博士说：“了解药物在体内的作用对创造更好、更有效的疗法至关重要。”。“但当一种治疗药物进入一个基因组有30亿个碱基的癌症细胞时，就像进入了一个黑盒子。”

这一名为“化学图谱”的强大方法揭开了这一基因组黑匣子的面纱，使研究人员能够检测小分子药物与DNA基因组上靶点的相互作用。

每年，数百万癌症患者接受基因靶向药物治疗，如阿霉素。但是，尽管几十年的临床应用和研究，基因组的分子作用模式仍然没有得到很好的理解。

合著者Jochen Spiegel博士说：“许多救生药物直接与DNA相互作用，治疗诸如癌症等疾病。”。“我们的新方法可以精确绘制药物与基因组结合的位置，这将有助于我们在未来开发更好的药物。”

化学图谱允许研究人员使用一种称为小分子定向转座酶Tn5标记的策略，以前所未有的精度进行小分子基因组相互作用的原位绘图。这检测基因组中小分子与基因组DNA或DNA相关蛋白结合的结合位点。

在这项研究中，研究人员使用化学图谱确定了广泛使用的抗癌药物多柔比星在人类白血病细胞中的直接结合位点。该技术还表明，在已经暴露于组蛋白脱乙酰酶（HDAC）抑制剂tucidinostat的细胞上使用多柔比星的联合疗法可能具有潜在的临床优势。

这项技术还被用于绘制DNA G-四联体（称为G4s）上某些分子的结合位点。G4是与基因调控有关的四股二级结构，可能是未来抗癌治疗的靶点。

“我很自豪，我们能够解决这个长期存在的问题——我们建立了一种高效的方法，这将为新的研究开辟许多道路，”Yu说。

领导这项研究的Shankar Balasubramanian教授表示：“化学图谱是一种强有力的新方法，可以检测基因组中小分子与DNA或DNA相关蛋白结合的位点。它提供了一些药物疗法如何与人类基因组相互作用的巨大见解，并使开发更有效、更安全的药物疗法变得更加容易。”