http://www.physorg.com/news/2011-05-insights-dna-strong.html
May 24, 2011
(PhysOrg.com) -- 生物物理學研究者（包括來自丹麥 Niels Bohr 研究所的成員）發現 DNA 的新特性並觀察到一些對細胞機制有重大影響的現象。藉由研究在力的影響下 DNA 如何表現，他們發現 DNA 潰散（melt）而崩潰時所產生的「泡泡」（譯註：參見原站附圖）端看 DNA 股中的鹼基對順序。這些全新發現與先前所認為的相反，不過這些發現是基於非常可靠且精確的測量。這些結果剛發表在有聲望的科學期刊 Nature Physics 上。
DNA 是活生物體中最重要的分子。它包含所有關於個體的資訊，而透過細胞機制正確的讀取 DNA 對於一個生物體的維持生命與保持健康來說是必要的。當 DNA 被解碼且由細胞的小「機器」所維護時，它不斷暴露在眾力之下，那拉扯、伸展、壓縮與曲折它，使得 DNA 的物理特性對於正確的讀取與維護來說相當關鍵。
一個由來自哥本哈根大學 Niels Bohr 研究所、阿姆斯特丹自由大學（VU University Amsterdam）以及巴黎 ESPCI 的研究者所組成的研究團隊，詳細揭露當 DNA 受到眾力（例如來自細胞機器的那些）影響時如何表現。
"我們發現，非常驚訝地，當 DNA 伸展時，它自行彎曲變形。在較弱的施力下，它以 DNA 的雙螺旋方向彎曲，但在較強的施力下，它向後彎曲，意即螺旋形展開的樣子，" Niels Bohr 研究所的生物物理學家 Lene Oddershede 表示，她領導這個光鉗（Optical Tweezer）研究小組。
她解釋，利用這些物理現象，研究者建立起一套全新的理論模型，那正確地描述 DNA 受力一直到 DNA 受力潰散時的表現。這套新模型被稱為「twistable worm-like-chain（可曲折似蟲鏈）」模型。
像泡泡般潰散
研究者利用所謂的光鉗將一個 DNA 分子拉直，那是一種奈米工具，能夠施加難以置信的精確力量到一個被拉直的分子上，同時測量分子有多長。當 DNA 暴露在大約 65 pN 的力量下，它會不斷展開而不需要施加更多力量。所發生的情況是，DNA 從雙股潰散成單股。研究者已證明，當 DNA 潰散時，它產生泡泡，在此數百個鹼基對同時潰散。潰散泡泡的精確大小可從鹼基對的順序預測。
"這些結果格外有趣，因為它們與先前的文獻有某種程度的牴觸，並揭露 DNA 的新特性，那對細胞機制來說很重要，" Lene Oddershede 表示，並解釋這個特別的研究小組（在 Niels Bohr 研究所以及在阿姆斯特丹發現實驗誤差）能有這些發現的理由：是因為品質優良的光鉗以及非常優異的 SNR。曲線（那源自於「潰散泡泡」）上如此微小的移動會被其他人當成雜訊而忽略，但被這個研究小組觀察到時卻沒有把它當成雜訊，而是非常有意義的訊號，那提供關於 DNA 基礎特性的資訊。
※ 相關報導：
＊ Quantifying how DNA stretches, melts and changes twist under tension
http://dx.doi.org/10.1038/nphys2002
Peter Gross, Niels Laurens, Lene B. Oddershede,＊ 反布朗運動的單分子電動力阱
Ulrich Bockelmann, Erwin J. G. Peterman, Gijs J. L. Wuite
Nature Physics (2011)
doi: 10.1038/nphys2002
＊ DNA 能受光線控制？
＊ 來自 DNA 的奈米級摺紙術
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