小時候系鞋帶纏成結,拉的時候卡殼的感覺還記得不?過去幾十年,科學家看DNA過納米孔時的奇怪信號,也以為是“打結”了——直到劍橋卡文迪什實驗室的團隊最近發了《物理評論X》的研究,才發現這是個大誤會:DNA根本沒打結,是被擰成了更“頑固”的螺旋結構!
![]()
納米孔里的“信號謎案”
納米孔實驗現在挺常用的:把DNA拉過一個比它寬一點點的微小的小孔,孔里通著電流。正常情況下,DNA過孔會擋住電流,信號是平滑的;但有時候信號會突然變亂,還持續很久。
過去科學家怎么想?類比鞋帶:鞋帶過窄口打結,拉的時候就卡,信號亂。所以他們斷定:DNA也打結了,信號異常就是結導致的。
真相砸臉:不是結,是“繞成的電話線”
最近實驗推翻了這個結論。研究團隊用玻璃和氮化硅做納米孔,換了不同電壓、不同長度的DNA來測。
他們發現:那些“信號異常”的情況,遠多于“打結能解釋的數量”——比如電壓越高、DNA越長,異常信號越多。這說明根本不是打結,而是另一種結構。
這種結構叫“plectonemes”(中文大概是“超螺旋纏繞”),簡單說就是DNA自己繞自己,像繞起來的舊電話線,不是真的“結”(結是穿過去的,這個是擰成的)。
扭轉力從哪來?水的“小動作”
為啥會擰成這樣?因為孔里的“電滲流”——電流帶動孔里的水流,水流會讓DNA轉起來(像水流轉小棍子)。轉的時候產生的“扭矩”會傳到孔外的DNA上,讓外面的部分繞成plectonemes。
和結不一樣:結被拉的時候會松,信號只亂一下就好;但plectonemes能變大,還能一直跟著DNA過孔,信號亂很久。
為了確認,團隊還做了“缺口DNA”:在DNA上切小口子,阻止扭轉傳遞。結果plectonemes直接少了90%以上——這就實錘了!
除了“糾錯”,還有啥用?
這個發現不止是“打科學家臉”,還有實際用處:
- 生物上:細胞里DNA也經常纏成這樣,和酶的作用有關,能幫我們更懂基因組怎么組織、怎么穩定。
- 技術上:納米孔傳感器現在能分辨“結”和“plectonemes”了(結信號短,plectonemes信號長),以后能更靈敏地測DNA損傷(比如缺口),甚至早期發現疾病。
- 納米技術:還能用來操控DNA之類的生物分子,開發新工具。
原來DNA不是“愛打結的熊孩子”,是“愛擰成彈簧的小調皮”~你以前以為DNA會打結嗎?評論區聊聊你知道的DNA小秘密,比如它平時在細胞里怎么“卷”的?
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.