眾所周知，DNA是儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的場(chǎng)所，是許多疾病的主要藥物靶點(diǎn)。其中富含鳥(niǎo)嘌呤的寡核苷酸可以自組裝形成兩層或多層的的G-四鏈體結(jié)構(gòu)。G-四鏈體DNA可以在特定的細(xì)胞環(huán)境和細(xì)胞周期自組裝形成以執(zhí)行特定的生物學(xué)過(guò)程，包括DNA復(fù)制、基因表達(dá)、基因組穩(wěn)定性和端粒生物學(xué)等。為了進(jìn)一步闡明G-四鏈體DNA的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系及其在癌癥診斷和治療中的潛在應(yīng)用，迫切需要發(fā)展對(duì)體內(nèi)G-四鏈體DNA的可視和定量探測(cè)方法。然而由于G-四鏈體DNA具有結(jié)構(gòu)多態(tài)性等因素，實(shí)時(shí)定量檢測(cè)體內(nèi)G-四鏈體DNA結(jié)構(gòu)仍然具有挑戰(zhàn)性。
近日，我校化學(xué)學(xué)院毛宗萬(wàn)教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種三叉陽(yáng)離子熒光探針（NBTE），該探針對(duì)G-四鏈體及其他拓?fù)錁?gòu)型的DNA具有不同的熒光響應(yīng)，其中NBTE與G-四鏈體結(jié)合后具有更高的熒光量子產(chǎn)率和熒光壽命響應(yīng)。為了進(jìn)一步理解NBTE與G-四鏈體的相互作用方式，研究團(tuán)隊(duì)用NMR的方法解析了NBTE與兩種G-四鏈體的復(fù)合物溶液結(jié)構(gòu)。
基于對(duì)NBTE的熒光壽命成像(FLIM）的光子數(shù)分析，研究團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了定量探測(cè)活細(xì)胞中G-四鏈體DNA的百分含量。利用該方法分析了三組癌細(xì)胞和正常細(xì)胞中的G-四鏈體DNA的百分含量，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞中G-四鏈體DNA含量是正常細(xì)胞的約四倍，這揭示了該探針在癌細(xì)胞檢測(cè)中的潛在應(yīng)用。改項(xiàng)工作為開(kāi)發(fā)精確的探針用于探測(cè)活細(xì)胞中的G-四鏈體結(jié)構(gòu)提供了一種新的方法。
研究成果近期發(fā)表在化學(xué)頂級(jí)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上，題目為“Quantitative Detection of G-Quadruplex DNA in Live Cells Based on Photon Counts and Complex Structure Discrimination”, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59 (24), 9719–9726。我校在讀博士研究生劉柳宜和在站博士后劉文婷為論文的第一作者，毛宗萬(wàn)教授為通訊作者。
上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目和中央高?；A(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)等項(xiàng)目的資助。
