眾所周知，DNA是儲存和傳遞遺傳信息的場所，是許多疾病的主要藥物靶點。其中富含鳥嘌呤的寡核苷酸可以自組裝形成兩層或多層的的G-四鏈體結構。G-四鏈體DNA可以在特定的細胞環境和細胞周期自組裝形成以執行特定的生物學過程，包括DNA復制、基因表達、基因組穩定性和端粒生物學等。為了進一步闡明G-四鏈體DNA的結構-功能關系及其在癌癥診斷和治療中的潛在應用，迫切需要發展對體內G-四鏈體DNA的可視和定量探測方法。然而由于G-四鏈體DNA具有結構多態性等因素，實時定量檢測體內G-四鏈體DNA結構仍然具有挑戰性。
近日，我校化學學院毛宗萬教授團隊報道了一種三叉陽離子熒光探針（NBTE），該探針對G-四鏈體及其他拓撲構型的DNA具有不同的熒光響應，其中NBTE與G-四鏈體結合后具有更高的熒光量子產率和熒光壽命響應。為了進一步理解NBTE與G-四鏈體的相互作用方式，研究團隊用NMR的方法解析了NBTE與兩種G-四鏈體的復合物溶液結構。
基于對NBTE的熒光壽命成像(FLIM）的光子數分析，研究團隊成功實現了定量探測活細胞中G-四鏈體DNA的百分含量。利用該方法分析了三組癌細胞和正常細胞中的G-四鏈體DNA的百分含量，發現癌細胞中G-四鏈體DNA含量是正常細胞的約四倍，這揭示了該探針在癌細胞檢測中的潛在應用。改項工作為開發精確的探針用于探測活細胞中的G-四鏈體結構提供了一種新的方法。
研究成果近期發表在化學頂級期刊《德國應用化學》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，毛宗萬教授為通訊作者。
上述研究工作得到了國家自然科學基金、教育部創新團隊、廣東省科技計劃項目和中央高校基礎研究經費等項目的資助。
