當DNA輕輕的展開,，將會使得自己旋擰得更緊,。這是一個違反直覺的發(fā)現(xiàn)，該發(fā)現(xiàn)可能會最終幫助解釋蛋白是怎樣與DNA結(jié)合的，這是研究人員在本周的《Nature》報道的成果,。

        “這是一個非常充滿智慧和有趣的結(jié)果,，對于理解DNA性質(zhì)來說是十分基礎(chǔ)的。”  Rutgers大學的Wilma  Olson說,。

        十多年前,，科學家們就已經(jīng)在單個分子的水平上研究了DNA機械特性。之前的研究并沒有觀察到DNA輕輕展開的時候解旋,。

        為了伸展DNA,，Bustamante和他的研究小組將一個磁珠附著到DNA分子的一端，而將DNA分子另一端附著到玻璃上,，然后利用磁性鑷子來回拖拉磁珠和DNA,，來測量DNA的扭曲度，Bustamante和他的同事將熒光磁珠附著到雙鏈DNA分子的中間,，位置就在一個單鏈缺口下面,，作為一種磁珠轉(zhuǎn)頭。改變磁珠轉(zhuǎn)頭的角度,，利用落射熒光顯微鏡進行觀察,，反映DNA.旋扭的移位。

        Bustamante和他的同事發(fā)現(xiàn)在輕柔伸展中,，DNA分子實際上旋得更緊（與預想的解旋結(jié)果不一致）,，在30皮牛頓（piconewton）的牽力下達到了最大旋緊度。當伸展超過這個水平,，DNA開始展開,。同樣，可以通過磁珠轉(zhuǎn)頭伸展DNA從而導致DNA的旋緊,。研究者們設計了一種DNA的數(shù)學模型展示了當DNA分子伸開時，雙螺旋結(jié)構(gòu)的半徑縮減,，這可能是解釋旋得過緊的原因,。

        這些發(fā)現(xiàn)可能可以解釋為什么之前的研究中發(fā)現(xiàn)的DNA抵抗旋擰的現(xiàn)象。雙鏈DNA分子的外部螺旋（helix）當旋扭的時候被壓縮,。根據(jù)研究者的說法“令人驚訝的是,，發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)53年后，DNA中仍然存在著神秘的東西等待發(fā)現(xiàn),。”Bustamante說,。

        巴黎的Timothée  Lionnet也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果，但他沒有參與這項研究,。“這項工作對建立DNA-蛋白質(zhì)相互作用模型具有重要含意,。例如，理解蛋白是怎樣識別特定的序列的”他說。

        這些發(fā)現(xiàn)表明DNA結(jié)合蛋白必須通過DNA分子的伸展和旋扭來識別不同長度的結(jié)合位點,。Bustamante說

      “檢測DNA序列是怎么對旋扭進行反應的是一件十分有趣的事情,。這可以通過單個分子水平的幾條DNA序列的比較進行。”  Lionnet補充說,。

        “我們也可以回過頭來從過去的結(jié)晶學實驗來檢驗這些結(jié)果,，來尋找序列、長度和之前打折扣的扭矩（torsion）之間關(guān)系”Bustamante指出,。

        接下來的實驗也可以研究其他DNA雙螺旋的幾何學假想,，除了細胞中主要出現(xiàn)的B型DNA外。“RNA中,，雙螺旋結(jié)構(gòu)是A型,，我們同樣也想知道它們的行為。轉(zhuǎn)錄過程中的DNA和RNA的雜合體,，我們打算通過自己來研究,。”  Bustamante說。