鑽石舞台

G-四鏈體（G4）是一種普遍存在鳥嘌呤富集的DNA中的特殊二級結構。快速有效的辨識G4 結構對於理解它在基因表達以及生命過程中的影響具有重要的作用。然而，現有檢測方法都只局限於識別G-四鏈體核酸（G4-DNA）的一級結構或者二級結構。例如，DNA測序實用於分析DNA的一級結構；核磁技術或者圓二色光譜可以用於解析特殊DNA的二級結構。沒有確定的技術可以同時兼顧G4-DNA的序列結構和摺疊結構的檢測。

近日，美國伊利諾伊大學陸藝教授與中國科學技術大學梁好均教授合作，通過設計DNA在編碼金納米粒子生長中的作用實現了G4-DNA的識別與區分。將具有特定結構的G4-DNA與金納米棒混合後再依次加入還原劑羥胺以及氯金酸，最終將得到不同的納米粒子結構。因為金納米粒子的形貌大小決定了它們特殊的紫外可見吸收光譜，通過常用的紫外可見分光光度計即可實現G4-DNA的結構區分。例如，不同的G4層數，在紫外可見吸收譜中的縱向表面等離子體吸收峰不同。G4堆疊的層數越少，最終產物的吸收峰紅移更加明顯。

除了能區分G4堆疊層數不同，作者進一步探索該方法在辨識G4-DNA構象上的應用。平行與反平行作為兩種典型的G4-DNA二級結構是主要研究對象。首先利用不同金屬離子來穩定DNA的結構，不同構象的DNA會控制合成不同納米粒子同時帶來吸收譜的變化。紅移程度越明顯的吸收譜對應的是平行結構G4-DNA，而反平行結構DNA參與的體系紅移相對更弱；如果同時處於反平行構象條件下，構象越穩定，吸收峰藍移越明顯。

末端鹼基對於G-四鏈體的結構與功能也息息相關，該方法成功應用到G4-DNA的末端鹼基（一級結構）識別。特別是對於人類端粒衍生的兩種的G4-DNA的區分更加充分證實了該方法在G4領域研究的重要性以及普適性。