哈嘍，大家好，今天小墨這篇評論，主要來分析DNA力學(xué)實(shí)驗(yàn)的奧秘，看它如何為抗癌開辟新路徑。

提到DNA，大家都知道它是掌管生命的遺傳密碼。在多數(shù)人眼里，它就是一份寫滿生命信息的“說明書”，但在物理學(xué)家眼中，它還有另一重身份：一條能被拉伸、彎曲甚至扭轉(zhuǎn)的“分子鏈”。

你敢相信嗎？科學(xué)家真能像擺弄橡皮筋一樣，對DNA做力學(xué)實(shí)驗(yàn)。更讓人驚喜的是，這些看似冷門的實(shí)驗(yàn)，早已跳出實(shí)驗(yàn)室的范疇，在抗癌領(lǐng)域掀起了新的波瀾，為攻克癌癥提供了全新的思路。

DNA小到肉眼根本無法看見，一段人類基因組的DNA長度能達(dá)到2米，直徑卻只有2納米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了光學(xué)顯微鏡的分辨能力。要對它進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)，必須依靠三種納米級(jí)的“神器”。

第一種是光鑷，它就像一束無形的激光“鑷子”，能精準(zhǔn)夾住連接在DNA一端的微小玻璃珠。通過移動(dòng)激光束，就能對DNA施加拉力，還能測量到皮牛頓級(jí)別的微弱力。

早在1996年，科學(xué)家就用光鑷?yán)歃耸删wDNA，發(fā)現(xiàn)在約65皮牛頓的力作用下，它會(huì)突然伸長1.7倍，推測這和DNA雙螺旋解鏈有關(guān)。

第二種是磁鑷，它靠磁場來操控磁珠，進(jìn)而對DNA施加拉力或扭轉(zhuǎn)力。和光鑷相比，磁鑷的優(yōu)勢在于能長時(shí)間穩(wěn)定工作，還能同時(shí)對多個(gè)DNA分子進(jìn)行測量，特別適合觀察酶在DNA上移動(dòng)這類慢速過程。

第三種是原子力顯微鏡，它的探針就像一根尖銳的手指，能“按壓”或“拉起”吸附在云母片表面的DNA。這種工具很適合研究DNA和蛋白質(zhì)的相互作用，比如探測某些結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

通過這些精密工具，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了DNA不少有趣的力學(xué)特性，而這些特性恰恰和抗癌研究密切相關(guān)。在拉伸實(shí)驗(yàn)中，DNA會(huì)呈現(xiàn)出三階段的變化：一開始會(huì)隨著力的增加緩慢拉長，達(dá)到臨界力時(shí)會(huì)突然變長，繼續(xù)施力就會(huì)斷裂。

在扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中，DNA還能形成“超螺旋”結(jié)構(gòu)，這可是細(xì)胞內(nèi)調(diào)控基因表達(dá)的重要機(jī)制。更重要的是，這些力學(xué)特性為抗癌藥物的研發(fā)提供了新的靶點(diǎn)，很多抗癌藥就是通過干擾DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，阻止腫瘤細(xì)胞增殖的。

云南網(wǎng)11月2日就報(bào)道過一個(gè)相關(guān)案例，研究團(tuán)隊(duì)聚焦常用化療藥物5-氟尿嘧啶。這種藥雖然應(yīng)用多年，卻有兩個(gè)致命缺陷：水溶性極差，體液中吸收率不足1%；缺乏靶向性，會(huì)無差別攻擊健康組織。

團(tuán)隊(duì)沒有改良藥物本身，而是利用“球形核酸”技術(shù)，用DNA鏈打造了納米藥物載體。他們把5-氟尿嘧啶分子整合進(jìn)DNA鏈中，這種球形結(jié)構(gòu)能被白血病癌細(xì)胞過度表達(dá)的“清道夫受體”識(shí)別，進(jìn)而被細(xì)胞主動(dòng)吸收。進(jìn)入細(xì)胞后，酶會(huì)分解DNA外殼，精準(zhǔn)釋放藥物，實(shí)現(xiàn)對癌細(xì)胞的“定點(diǎn)爆破”。

人民網(wǎng)12月8日也有相關(guān)報(bào)道，一種名為TY1的RNA新藥被證實(shí)能激活DNA修復(fù)機(jī)制。這種藥物能增強(qiáng)TREX1基因的活性，引導(dǎo)免疫細(xì)胞清除受損的DNA碎片。雖然它主要針對心臟病和自身免疫性疾病，但其核心原理和DNA力學(xué)特性研究相通，都為癌癥等疾病的治療提供了新的思路。

可能有人會(huì)問，這些DNA力學(xué)實(shí)驗(yàn)離我們的生活太遠(yuǎn)了吧？其實(shí)不然，它早已在悄悄改變抗癌治療的格局。通過力學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家能更清楚地了解抗癌藥物和DNA的相互作用，輔助篩選出效果更好、副作用更小的藥物。

比如前面提到的球形核酸技術(shù)，就是DNA力學(xué)研究推動(dòng)納米技術(shù)發(fā)展的典型例子。DNA不僅是遺傳物質(zhì)，還是天然的納米材料，通過力學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可控性后，就能用它構(gòu)建精準(zhǔn)的藥物遞送系統(tǒng)。

除此之外，DNA力學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法還能推廣到蛋白質(zhì)等其他生物大分子上。很多疾病都和蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊有關(guān)，通過研究它們在受力下的變化，能幫助我們更深入地理解疾病機(jī)制，為包括癌癥在內(nèi)的多種疾病治療提供支撐。