中国科学院长春应用化学研究所稀土化学与物理重点实验室曲晓刚研究员领导的生物无机化学研究组，在核酸序列特异性识别及构象功能转化方面取得了突破性进展——关于纳米管与四链DNA作用的最新研究结果近日发表在国际权威期刊《美国科学院院刊》上。
人类端粒DNA由于与衰老和疾病如癌症等密切相关已成为目前生物学、化学和药学等领域的研究热点。曲晓刚研究员领导的研究小组利用化学修饰及生物化学和生物物理方法，结合波谱学手段，发现羧基化纳米管可显著提高富含胞嘧啶的人类端粒序列稳定性，但不影响富含鸟嘌呤的人类端粒序列的稳定性。进一步实验结果表明，羧基化纳米管可阻止双链形成并选择性地诱导富含胞嘧啶的人类端粒序列形成四链结构，该结构被称为“i-motif”。
人类端粒DNA形成四链结构可以阻止癌细胞端粒酶的活性，破坏以RNA序列为模板合成端粒DNA，进而抑制癌细胞的无限增殖。为此，端粒酶已成为癌症治疗的有效靶点，设计、合成并筛选具有特异性稳定四股螺旋DNA结构试剂具有重要意义。而过去报道的稳定试剂主要是针对富含鸟嘌呤的人类端粒序列。纳米管在基因治疗、膜分离及药物载体等方面都显示了潜在的应用前景，选择性稳定富含胞嘧啶的端粒序列为纳米管生物学应用提供新思路。
这一研究结果是在他们研究纳米管与双链DNA作用基础上完成的。研究小组发现纳米管具有序列选择性去稳定双链、三链DNA并促使双链DNA发生B-A构象转化，进而揭示了长期以来纳米管可使DNA发生聚集的作用机理，并用实验证实了纳米管结合在DNA大沟区，与理论模拟结果一致。
