11-06 科学家发现了DNA在纳米尺度上很容易弯曲

日期：2006-11-06　　访问次数：3571

教育部科技发展中心2006年11月6日报道：关于DNA分子一直存在一个未解的问题：这些刚性的分子是怎样在没有大量外力的条件下弯曲并盘绕起来的呢？一个由美国宾夕法尼亚大学的物理学家领导的美国和荷兰合作的科研小组，使用原子力显微镜来检测纳米尺度下DNA弯曲所需要的能量时发现，DNA在纳米尺度的长度上要比我们想象得柔软的多。

宾夕法尼亚大学物理与天文学系的Philip Nelson教授说：“DNA不是被动的分子，当其他分子与它作用时，它经常需要弯曲成环或结。但是当人们研究长DNA链时，又会发现它表现得像一根弹性的棒。”

举个例子，DNA需要让自己环绕蛋白质来形成一种叫做核小体的分子结构，来控制基因的读取。形成紧密的DNA环在调控关闭某些基因时也起了关键作用。Nelson说，由于科学家们没有纳米尺度的技术来对分子进行详细的检查，所以这些过程至今仍旧是未解之谜。

为了对很短长度的DNA进行研究，Nelson和他的同事们使用了一种叫做高分辨率原子力显微的技术，来直接测量弯曲几纳米长的DNA所需要的能量。这个技术使用一个极其尖锐的针尖来在分子轮廓上拖动，从而生成分子结构的图像。

他们使用这个技术来对5纳米到50纳米长的DNA的不同弯曲能进行了测量，发现探测很短长度的DNA时DNA表现出了与整个分子看作整体时截然不同的性质。它在这个尺度下对大角度弯曲的抵抗要比从前认为的小得多。

Nelson说：“纳米尺度同时也是细胞生物学的尺度，我们进入了一个使用纳米技术来解开生物学基本难题的时代。”



摘自：教育部科技发展中心