后唑启动子富集于次级DNA结构形成基序中,例如G-四链体(G4S)。在这里,我们描述了“ G4Access”,这是一种通过核酸酶消化与开放染色质相关的分离和序列G4的方法。g4Access是抗体和交联的非依赖性和富集的计算预测G4S(PG4S),其中大多数在体外得到了证实。使用人和小鼠细胞中的G4ACCESS,我们鉴定出与核小体排除和启动子转录相关的细胞类型的G4富集。G4ACCESS允许测量G4配体处理后G4曲目使用的变化,HDAC和G4解旋酶抑制剂。将G4ACCESS应用于来自相互杂交小鼠交叉的细胞表明G4在控制活动印迹区域中的作用。一致地,我们还观察到G4ACCESS峰是未甲基化的,而PG4S的甲基化与DNA上的核小体重新定位相关。总体而言,我们的研究为研究细胞动力学的G4提供了一种新工具,并突出了它们与开放染色质,转录及其对DNA甲基化的拮抗作用的关联。
随着人群中新病毒的出现以及现有病毒的快速突变,需要新的抗病毒药靶和化合物。大多数现有的抗病毒药物对少数病毒的蛋白质有活跃。最终,这些蛋白质大多数都会影响病毒核酸的加工,但是直接核酸靶向的代表较少,因为难以选择性地以感兴趣的核酸作用。最近,核酸已被证明可以折叠在经典双螺旋和沃森和Crick碱基对的结构中。在这些非典型结构中,G四链体(G4)引起了人们的兴趣,因为它们的主要生物逻辑作用正在发现。分子已经开发了能够选择性靶向G4的分子,并且由于已经研究了G4S作为几种人类病理(包括病毒感染)的靶标。在这里简要引入了具有抗病毒特性的病毒,G4S和G4结合分子之后,我们对报道的G4结合分子的抗病毒活性底部的机甲NISM发表评论。了解G4-----指导在感染细胞中的作用将有助于设计和开发下一代抗病毒药物。
二级结构。10,11 事实上,病毒基因组 RNA 的特定区域折叠成某些二级结构可能会阻碍病毒基因组的表达和复制,因为它们会阻碍病毒 RNA 转录和/或作为 RNA 加工机制附着的标志。这些结构包括 G-四链体 (G4),它是由单链富含鸟嘌呤的 DNA 或 RNA 序列自身折叠形成的四链结构。12 a,b G4 结构的特征是两个或多个平面排列的四个鸟嘌呤 (G-四联体) 堆叠,并通过 Hoogsteen 氢键和阳离子配位稳定。这些结构可能出现在具有至少四个连续的两个或更多个鸟嘌呤段的序列中,其间散布着形成所谓环的序列。 G4 在多种病毒(包括单链 RNA 病毒)中发挥着重要作用,13,14 一些靶向 G4 的化合物已显示出抗病毒活性,15 这表明 G4 特异性化合物是潜在的抗病毒药物。最近的报告在 SARS-CoV-2 基因组中发现了许多假定的 G4 形成序列,其中一些已被证明可以在体外形成 G4。11,16–18
摘要:KRAS 是一种经过充分验证的抗癌治疗靶点,其转录下调已被证明对具有异常 KRAS 信号传导的肿瘤细胞具有致命性。G-四链体 (G4) 是一种非典型核酸结构,可介导中心法则事件,例如 DNA 修复、端粒延长、转录和剪接事件。G4 是极具吸引力的药物靶点,因为它们比 B-DNA 更球形,能够实现更具选择性的基因相互作用。此外,它们的基因组普遍性在致癌启动子中增加,它们的形成在人类癌症中增加,并且它们可以通过小分子或靶向核酸进行调节。文献中描述了多种 G4 的推定形成,但对这些结构具有选择性的化合物尚未能够区分主要结构的生物学贡献。利用无细胞筛选技术、新型吲哚喹啉化合物的合成和 KRAS 依赖性癌细胞的细胞模型,我们描述了在 KRAS 启动子 G4 近区和 G4 中区之间进行选择的化合物,将化合物的细胞毒活性与 KRAS 调节相关联,并强调 G4 中区作为进一步靶向努力的先导分子非规范结构。
抽象一些具有大小,形状,电荷和两亲性体系结构类似于短阳离子A-螺旋肽的大小,形状,电荷和两亲性体系结构的 已显示出靶向和稳定DNA G四链体(G4S)的靶向和稳定,并在体外稳定了G4调节基因在人类细胞中的表达。 扩大可以充当有效的DNA G4粘合剂并下调包含G4形成序列的基因的金属结构库,我们调查了两个对映体对对映体的相互作用的相互作用C-Myc,C-Kit和K-Ras Oncogenes。 在所有研究的G4形成序列中,金属纤维表现出比双链DNA的优先结合,并在包含G4形成序列的模板链上诱导了DNA聚合酶的诱导停滞。 此外,如RT-QPCR分析和蛋白质印迹揭示了研究的Myallohelices在HCT116人类癌细胞中mRNA和蛋白水平上抑制了C-MYC和K-RAS基因在mRNA和蛋白水平上的表达。已显示出靶向和稳定DNA G四链体(G4S)的靶向和稳定,并在体外稳定了G4调节基因在人类细胞中的表达。 扩大可以充当有效的DNA G4粘合剂并下调包含G4形成序列的基因的金属结构库,我们调查了两个对映体对对映体的相互作用的相互作用C-Myc,C-Kit和K-Ras Oncogenes。 在所有研究的G4形成序列中,金属纤维表现出比双链DNA的优先结合,并在包含G4形成序列的模板链上诱导了DNA聚合酶的诱导停滞。 此外,如RT-QPCR分析和蛋白质印迹揭示了研究的Myallohelices在HCT116人类癌细胞中mRNA和蛋白水平上抑制了C-MYC和K-RAS基因在mRNA和蛋白水平上的表达。已显示出靶向和稳定DNA G四链体(G4S)的靶向和稳定,并在体外稳定了G4调节基因在人类细胞中的表达。扩大可以充当有效的DNA G4粘合剂并下调包含G4形成序列的基因的金属结构库,我们调查了两个对映体对对映体的相互作用的相互作用C-Myc,C-Kit和K-Ras Oncogenes。在所有研究的G4形成序列中,金属纤维表现出比双链DNA的优先结合,并在包含G4形成序列的模板链上诱导了DNA聚合酶的诱导停滞。此外,如RT-QPCR分析和蛋白质印迹揭示了研究的Myallohelices在HCT116人类癌细胞中mRNA和蛋白水平上抑制了C-MYC和K-RAS基因在mRNA和蛋白水平上的表达。
本项目提议实施软件平台,以识别Kaposi肉瘤相关的疱疹病毒(KSHV)的G-四链体(G4)结合蛋白(G4BPS) - 相关的癌症,目的是提高治疗效果。G4结构是参与重要基因组功能和癌症生物学的高度稳定的DNA或RNA结构。了解G4bps和G4之间的相互作用可以为疾病机制提供有价值的见解,并可以导致新的治疗方法。拟议的项目将利用信息检索和人工智能的技术来构建一个软件平台,以有效地有效地识别G4和G4BP匹配,以帮助研究和发现药物和治疗。该平台将收集包含G4,G4BP和G4-G4BP交互数据的现有数据集,并将索引它们以实现有效的检索。然后,它将从G4S,G4BPS和G4-G4BP相互作用中提取相关功能,并将使用机器学习来学习排名算法,该算法将返回最佳的G4和G4BP匹配,因为用户提供了G4S和G4BPS的列表,一种疾病和药物。我们将使用所提出的平台在KSHV相关的癌症中识别G4和G4BP匹配,重点关注AS1411及其潜在的G4和G4BP目标。
基因启动子处的 DNA-蛋白质相互作用在基因表达中起着至关重要的作用。人类细胞的启动子富含富含鸟嘌呤的序列,这些序列可以形成四链 G-四链体 (G4) 结构。G4 正在成为基因调控中一类独特的基于结构的调控元件,它们与蛋白质的相互作用对于 G4 的作用至关重要。目前,我们对 G4-蛋白质相互作用的理解主要是基于个案,没有系统信息。在这项工作中,我们使用来自 ENCODE 项目的数据检查了共识 G4 形成区 G4(+) 周围 1,183 种人类 DNA 结合蛋白(包括转录因子、组蛋白及其修饰酶)的空间占有率。我们发现 G4(+)、其近端侧和远端侧是三个主要的蛋白质结合位点。几乎所有蛋白质在这些位点上都富集或耗尽,这可能是由于竞争或位点之间的时空转换,导致不同程度的变化或持久性,在细胞/组织类型内或跨细胞/组织类型。值得注意的是,组蛋白被排除在 G4(+) 的近端之外,它们与 G4(+) 的结合分别通过乙酰化和甲基化打开和关闭。此外,远端优先富集 H3K23me2 和 H3K4me2。我们的实验还揭示了相应的 G4-蛋白质相互作用模式。总之,我们的结果表明 G4 在动态定义和协调基因启动子处的染色质结构和 DNA-蛋白质相互作用以进行转录调控方面发挥着普遍作用,而这项任务不太可能通过基于序列的 DNA 识别来完成。
图1。用于研究DNA G4或IMS的方法论摘要。它们包括低吞吐量方法。低通量可以分为生物物理和生化方法。高通量可以分类为基于计算机的预测[5,6]和实验法学研究。Experimental omics studies include small-molecule ligand coupled with DNA polymerases top assay (G4-seq) [7,8], antibody [BG4-(Ch)IP-seq, iM-IP-seq] [9,12,14,15], truncated native protein (G4P-seq) [10], and small-molecule ligand affinity capture (G4DP-SEQ)[11]测序。黑色箭头指示植物中使用的方法,红色问号表示人类而非植物中使用的方法,而蓝色问号表示未在人类和植物中应用的潜在方法。缩写:DNA G4S,DNA G-四链体; ims,i-motifs。
核过程(例如基因表达)在一系列机制中,包括核结构的布置。通过反转录的活性异染色质和凝结异染色质之间的动态跃迁对核结构的重组是基本在调节转录因子与DNA的相互作用方面的基础。控制这种重组的主要因素反过来又通过调节基因启动子的访问性而导致基因激活或沉默。表观遗传修饰,突变和DNA二级结构均已研究所有在chomatin Chromatin可及性和基因转录中的作用。1 - 3个与染色质可及性和核过程相关的二级结构中的 1 - G4s(G4)特别有趣,因为它们已被确定为包括癌症4,5和神经退行性疾病在内的疾病的治疗靶标。 6 G4是由堆叠的G-四个组成的序列特异性结构,每个结构由平面排列中的四个Hoogsteen氢键鸟嘌呤组成。 7与表观遗传和点不同1 - G4s(G4)特别有趣,因为它们已被确定为包括癌症4,5和神经退行性疾病在内的疾病的治疗靶标。6 G4是由堆叠的G-四个组成的序列特异性结构,每个结构由平面排列中的四个Hoogsteen氢键鸟嘌呤组成。7与表观遗传和点
基因启动子处的 DNA-蛋白质相互作用在基因表达中起着至关重要的作用。人类细胞的启动子富含富含鸟嘌呤的序列,这些序列可以形成四链 G-四链体 (G4) 结构。G4 正在成为基因调控中一类独特的基于结构的调控元件,它们与蛋白质的相互作用对于 G4 的作用至关重要。目前,我们对 G4-蛋白质相互作用的理解主要是基于个案,没有系统信息。在这项工作中,我们使用来自 ENCODE 项目的数据检查了共识 G4 形成区 G4(+) 周围 1,183 种人类 DNA 结合蛋白(包括转录因子、组蛋白及其修饰酶)的空间占有率。我们发现 G4(+)、其近端侧和远端侧是三个主要的蛋白质结合位点。几乎所有蛋白质在这些位点上都富集或耗尽,这可能是由于竞争或位点之间的时空转换,导致不同程度的变化或持久性,在细胞/组织类型内或跨细胞/组织类型。值得注意的是,组蛋白被排除在 G4(+) 的近端之外,它们与 G4(+) 的结合分别通过乙酰化和甲基化打开和关闭。此外,远端优先富集 H3K23me2 和 H3K4me2。我们的实验还揭示了相应的 G4-蛋白质相互作用模式。总之,我们的结果表明 G4 在动态定义和协调基因启动子处的染色质结构和 DNA-蛋白质相互作用以进行转录调控方面发挥着普遍作用,而这项任务不太可能通过基于序列的 DNA 识别来完成。
