基于双链 DNA 循环电磁模拟的氢键磁反应基因调控系统的开发

质子磁反应常用于磁场强度超过 1 T 的 MRI 机器，而本研究假设在低于 0.01 T 的低磁场下，氢的电子磁反应可影响双链 DNA (dsDNA) 的氢键。目标是开发一种基于氢键磁反应的基因调控 (HBMR-GR) 系统。DNA 碱基对的极性源于嘌呤和嘧啶之间的相对静电荷，前者带正电，后者带负电。与相应的 Puy dsDNA 相比，具有嘧啶 - 嘌呤序列的 Pyu dsDNA（ds3T3A、ds3C3G 和 ds3C3A）显示出更强的 DNA 杂交潜力、在 3400-3200 cm-1 处增强的红外吸收，以及在 HPLC 分析中独特的 DNA 构象。为了基于 DNA 碱基对极性靶向 dsDNA 的三维结构，可使用循环电磁 DNA 模拟 (CEDS)，其对随机取向的 dsDNA 效率约为 25%。研究发现，CEDS 能在 0.005M NaCl 溶液中诱导靶标寡聚 dsDNA 的序列特异性杂交，并在 0.1M NaCl 溶液中诱导寡聚 dsDNA 的序列特异性构象。研究还发现，与 Puy 寡聚 dsDNA 相比，Pyu 寡聚 dsDNA 对 CEDS 引起的杂交和构象变化更为敏感。结合测定显示，CEDS 降低了溴化乙锭 (EtBr) 的 DNA 嵌入和亚精胺的 DNA 凝聚，且取决于 CEDS 作用时间。结果还表明，Pyu 寡聚 dsDNA 通过形成稳定且独特的寡聚 dsDNA 构象，比 Puy 寡聚 dsDNA 更易受 CEDS 影响。因此，推测低水平的基于 HBMR 的 CEDS 可增强寡聚 dsDNA 的杂交潜力，进而引发各种 DNA 功能所需的独特 DNA 构象。