?關(guān)于DNA分子一直存在一個未解的問題:這些剛性的分子是怎樣在沒有大量外力的條件下彎曲并盤繞起來的呢?一個由美國賓夕法尼亞大學(xué)的物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的美國和荷蘭合作的科研小組,,使用原子力顯微鏡來檢測納米尺度下DNA彎曲所需要的能量時發(fā)現(xiàn),,DNA在納米尺度的長度上要比我們想象得柔軟的多。
??賓夕法尼亞大學(xué)物理與天文學(xué)系的Philip Nelson教授說:“DNA不是被動的分子,,當(dāng)其他分子與它作用時,,它經(jīng)常需要彎曲成環(huán)或結(jié)。但是當(dāng)人們研究長DNA鏈時,,又會發(fā)現(xiàn)它表現(xiàn)得像一根彈性的棒,。”
??舉個例子,DNA需要讓自己環(huán)繞蛋白質(zhì)來形成一種叫做核小體的分子結(jié)構(gòu),,來控制基因的讀取,。形成緊密的DNA環(huán)在調(diào)控關(guān)閉某些基因時也起了關(guān)鍵作用。Nelson說,,由于科學(xué)家們沒有納米尺度的技術(shù)來對分子進(jìn)行詳細(xì)的檢查,,所以這些過程至今仍舊是未解之謎。
??為了對很短長度的DNA進(jìn)行研究,,Nelson和他的同事們使用了一種叫做高分辨率原子力顯微的技術(shù),,來直接測量彎曲幾納米長的DNA所需要的能量。這個技術(shù)使用一個極其尖銳的針尖來在分子輪廓上拖動,,從而生成分子結(jié)構(gòu)的圖像,。
??他們使用這個技術(shù)來對5納米到50納米長的DNA的不同彎曲能進(jìn)行了測量,發(fā)現(xiàn)探測很短長度的DNA時DNA表現(xiàn)出了與整個分子看作整體時截然不同的性質(zhì),。它在這個尺度下對大角度彎曲的抵抗要比從前認(rèn)為的小得多,。
??Nelson說:“納米尺度同時也是細(xì)胞生物學(xué)的尺度,,我們進(jìn)入了一個使用納米技術(shù)來解開生物學(xué)基本難題的時代。”