近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所分子模擬與設(shè)計(jì)研究組研究員李國(guó)輝團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)教授毛宗萬團(tuán)隊(duì)合作，在揭示金屬釕配合物誘導(dǎo)DNA相分離微觀分子機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。
釕配合物誘導(dǎo)DNA相分離的機(jī)制圖解（左上）；全原子分子動(dòng)力學(xué)模擬釕配合物誘導(dǎo)的DNA聚集。（右上）；粗?；肿觿?dòng)力學(xué)模擬釕配合物誘導(dǎo)DNA相分離（左下）；共聚焦顯微圖像監(jiān)測(cè) 2至24小時(shí)釕配合物在活細(xì)胞中誘導(dǎo)DNA相分離。
細(xì)胞內(nèi)生物大分子在正確的時(shí)間及空間實(shí)現(xiàn)一定秩序的聚集以達(dá)到“液-液”相分離（liquid-liquid phase separation, LLPS）的現(xiàn)象調(diào)節(jié)著諸多細(xì)胞活動(dòng)，已經(jīng)成為生命科學(xué)領(lǐng)域研究、關(guān)注的熱點(diǎn)。其中，DNA“液-液”相分離直接調(diào)控包括基因轉(zhuǎn)錄、翻譯， 染色體高級(jí)結(jié)構(gòu)組裝等重要過程。同時(shí)，DNA LLPS異?？蓪?dǎo)致致癌基因表達(dá)、基因組失活、轉(zhuǎn)錄激活失控等與疾病直接相關(guān)的細(xì)胞過程。
本工作中，合作團(tuán)隊(duì)提出了一種具有高度DNA親和性及光開關(guān)屬性的金屬釕配合物以實(shí)現(xiàn)活體細(xì)胞DNA分子相分離過程的實(shí)時(shí)檢測(cè)。此外，金屬釕配合物在體內(nèi)外均顯示出有效的腫瘤抑制活性。李國(guó)輝團(tuán)隊(duì)通過多尺度分子動(dòng)力學(xué)模擬，闡明了釕配合物通過正電親脂性三苯基膦取代基和柔性長(zhǎng)烷基鏈在DNA分子之間形成多價(jià)結(jié)合力以誘導(dǎo)DNA相分離的微觀分子機(jī)制。本研究為誘導(dǎo)活體細(xì)胞相分離的介入試劑設(shè)計(jì)提供新的思路。
相關(guān)成果以“Induction and Monitoring of DNA Phase Separation in Living Cells by a Light-Switching Ruthenium Complex”為題，于近日發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（J. Am. Chem. Soc.）上。該工作的第一作者是中山大學(xué)博士研究生汪文錦和我所1106組助理研究員穆霞。上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
