Chemical Biology of G-quadruplex and i-motif DNA: use of topologically constrained DNA

Abstract

Tetrameric DNA structures such as G-quadruplex (G4) and i-motif (i-DNA) have attracted increasing interest in the last decades. They are indeed involved in many biological processes including translation regulation, pre-mRNA processing, mRNA targeting, telomere maintenance, etc. We have developed chemical tools named TASQ (Template-Assembled Synthetic Quadruplex) to address the following scientific goals: (i) identify unambiguous (i.e., affine and specific) G4- and i-DNA-interacting ligands, (ii) identify proteins interacting with those structures and determine their cellular relevance and (iii) select specific antibodies for G4 and i-DNA. This review reports on our works over the past decade. Les structures d’ADN tétramériques telles que le G-quadruplex (G4) et le i-motif (i-DNA) ont suscité un intérêt croissant au cours des dernières décennies. Elles sont en effet impliquées dans de nombreux processus biologiques dont la régulation de la traduction, le traitement des pré-ARNm, le ciblage des ARNm, la maintenance des télomères, etc. Nous avons développé des outils chimiques nommés TASQ (Template-Assembled Synthetic Quadruplex) pour répondre aux objectifs scientifiques suivants : (i) identifier des ligands interagissant sans ambiguïté (c’est-à-dire affins et spécifiques) avec l’ADN G-quadruplex ou l’ADN i-motif, (ii) identifier les protéines interagissant avec ces structures et déterminer leur pertinence cellulaire et (iii) sélectionner des anticorps spécifiques pour le G4 et l’i-ADN. Cette revue rend compte de nos travaux au cours de la dernière décennie.