近日，实验室邵勇研究员课题组以“Switching G-Quadruplex to parallel duplex by molecular rotor clustering”为题在Oxford University Press旗下的Nucleic Acids Research上发表研究成果。Nucleic Acids Research是国际核酸研究领域最具影响力的刊物，最新影响因子为19.16。

G-Quadruplex（G4）是近年来最受关注的非经典核酸结构，其稳定性及结构开关转换在疾病发生发展、靶向药物设计、新型传感器构建、生物催化等方面具有重要研究价值。目前国际上研究较多的是发展小分子配体（或药物前体），与G4结合多为单分子结合，以稳定G4结构，或使G4从一种构象转变为另一种构象。最近也意识到使G4转变为非G4结构的开关策略也具有同等的重要性。然而单分子结合很难实现这种G4结构开关，尤其在体液条件下如何实现开关依然面临挑战。

为了克服单分子结合难于开关G4结构的困难，该课题组首次提出了clustering结合方式实现G4到平行双链（psDNA）的结构开关。由于psDNA中含有多个小分子配体的结合位点，因此多分子的clustering结合使psDNA结构的稳定性高于G4结构，从而实现G4到psDNA的结构开关。该课题组发现具有分子转子（molecular rotor，MR）性能的配体在clustering结合模式下能使G4结构转变为psDNA。MR配体具有很好的构象灵活性及荧光调控性能，在实现G4到psDNA结构开关的同时，其荧光发射也显著增强。此外，通过设计高结合强度的MR配体，甚至可实现具有高稳定性G4的结构开关，这为该方法的普适化应用提供了范例。MR配体的clustering结合实现了KRAS及c-Myc原癌基因转录起始位点及核酸酶高敏感区域G4结构的开关。该研究工作也预示着可通过这种结构转变实现RNA（如microRNA）的功能调控。