許多拯救生命的藥物直接與DNA相互作用，以治療癌症等疾病，但科學家們在了解它們如何以及為何發揮作用方面面臨困難–直到現在。來自劍橋大學的研究人員在《自然-生物技術》雜誌上發表的一篇論文中提出了一種新的DNA測序方法。這種方法可以檢測出小分子藥物和其目標基因組之間的具體位置和相互作用。

研究人員創造了一種新的DNA測序技術，稱為Chem-map，它使研究人員能夠以無與倫比的精度進行小分子-基因組相互作用的原位測繪。

“了解藥物如何在體內發揮作用對於創造更好、更有效的治療方法至關重要，”來自優素福-哈米德化學系的共同第一作者Zutao Yu博士說。”但是當治療藥物進入一個擁有30億個鹼基的基因組的癌細胞時，就像進入了一個黑盒子”。

這種被稱為Chem-map的強大方法通過使研究人員能夠檢測到小分子藥物與其在DNA基因組上的目標相互作用的位置，揭開了這個基因組黑箱的面紗。

每年，數百萬癌症患者接受基因組靶向藥物的治療，如多柔比星。但是，儘管經過幾十年的臨床使用和研究，人們對基因組的分子作用模式仍然不甚了解。

由Shankar Balasubramanian爵士教授領導的劍橋大學研究人員概述了一種新的DNA測序方法，可以檢測小分子藥物與目標基因組相互作用的位置和方式。資料來源：劍橋大學

“很多拯救生命的藥物直接與DNA相互作用，以治療癌症等疾病，”共同第一作者Jochen Spiegel博士說。”我們的新方法可以精確繪製藥物與基因組結合的位置，這將有助於我們在未來開發更好的藥物”。Chem-map使研究人員能夠以前所未有的精度進行小分子-基因組相互作用的原位繪圖，方法是使用一種稱為小分子定向轉座酶Tn5標籤化的策略。這可以檢測出基因組中小分子與基因組DNA或DNA相關蛋白結合的結合點。

在這項研究中，研究人員利用Chem-map確定了廣泛使用的抗癌藥物多柔比星在人類白血病細胞中的直接結合點。該技術還顯示了對已經暴露於組蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑製劑tucidinostat的細胞使用doxorubicin的聯合療法如何能有潛在的臨床優勢。

該技術還被用來繪製某些分子在DNA G-四聯體（被稱為G4s）上的結合點。G4s是四股二級結構，與基因調節有關，可能是未來抗癌治療的目標。

Yu說：”我非常自豪，我們已經能夠解決這個長期存在的問題–我們建立了一個高效的方法，這將為新的研究打開許多道路。”

領導這項研究的Shankar Balasubramanian教授、爵士說。”化學地圖是一種強大的新方法，可以檢測基因組中小分子與DNA或DNA相關蛋白結合的部位。它提供了關於一些藥物療法如何與人類基因組相互作用的巨大洞察力，並使開發更有效和更安全的藥物療法變得更加容易。”