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全球首次!日本大阪大学利用单分子量子测序仪直接观察到进入DNA中的抗癌药物

2019年03月14日 生物医药
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日本大阪大学的研发小组全球首次直接观察到了进入癌细胞DNA中的抗癌药物的作用情况。

此前科学家们曾推测抗癌药物是通过取代DNA中的胸腺嘧啶来抑制癌细胞繁殖,从而发挥抗肿瘤效果的,但一直未能直接观察到进入DNA中的抗癌药物。

此次,大阪大学的研发小组利用能逐个识别DNA碱基分子的单分子量子测序仪,直接观察到了DNA中的核酸类似物型抗癌药,同时还成功确定了碱基序列。此举有望查明抗癌药进入DNA中并改变DNA功能的机制,从而开发出新型抗癌药。

研究成果已于3月7日发布在英国科学杂志《科学报告》(Scientific Reports)上。

全球首次!日本大阪大学利用单分子量子测序仪直接观察到进入DNA中的抗癌药物

单分子量子测序仪的原理图

氟代胸腺嘧啶(Fluorothymine)作为能有效治疗转移性结直肠癌等难治性消化器官癌的抗癌药物得到广泛应用。氟代胸腺嘧啶被认为是通过取代DNA中的胸腺嘧啶来抑制癌细胞繁殖的。但此前未找到方法来调查氟代胸腺嘧啶进入了DNA中的哪个位置,抗癌药的机制一直存在未知的部分。查明氟代胸腺嘧啶的机制是开发新型抗癌药的基础,因此亟需能直接观察氟代胸腺嘧啶在DNA中的作用情况的方法。

此次,研发小组利用单分子量子测序仪方法,成功确定了DNA的碱基序列,以及氟代胸腺嘧啶存在于DNA中的碱基序列的具体位置。利用该成果有望查明抗癌药的作用机制。

另外,通过查明氟代胸腺嘧啶是具体进入了癌细胞DNA碱基序列的哪个位置,从而导致基因功能发生变化的,能够更加明确药物产生效果的机制,以便开发出新药。

这种分析方法还可能成为在个人基因组水平上调查抗癌药是否有效的新方法。另外,通过与机器学习相互融合,还有望将其应用于利用基因组信息的精准医疗(Precision Medicine)领域,高精度诊断修饰碱基分子等基因的异常情况。

文 JST客观日本编辑部

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