小時候系鞋帶纏成結(jié)，拉的時候卡殼的感覺還記得不？過去幾十年，科學(xué)家看DNA過納米孔時的奇怪信號，也以為是“打結(jié)”了——直到劍橋卡文迪什實驗室的團(tuán)隊最近發(fā)了《物理評論X》的研究，才發(fā)現(xiàn)這是個大誤會：DNA根本沒打結(jié)，是被擰成了更“頑固”的螺旋結(jié)構(gòu)！

納米孔里的“信號謎案”

納米孔實驗現(xiàn)在挺常用的：把DNA拉過一個比它寬一點點的微小的小孔，孔里通著電流。正常情況下，DNA過孔會擋住電流，信號是平滑的；但有時候信號會突然變亂，還持續(xù)很久。

過去科學(xué)家怎么想？類比鞋帶：鞋帶過窄口打結(jié)，拉的時候就卡，信號亂。所以他們斷定：DNA也打結(jié)了，信號異常就是結(jié)導(dǎo)致的。

真相砸臉：不是結(jié)，是“繞成的電話線”

最近實驗推翻了這個結(jié)論。研究團(tuán)隊用玻璃和氮化硅做納米孔，換了不同電壓、不同長度的DNA來測。

他們發(fā)現(xiàn)：那些“信號異常”的情況，遠(yuǎn)多于“打結(jié)能解釋的數(shù)量”——比如電壓越高、DNA越長，異常信號越多。這說明根本不是打結(jié)，而是另一種結(jié)構(gòu)。

這種結(jié)構(gòu)叫“plectonemes”（中文大概是“超螺旋纏繞”），簡單說就是DNA自己繞自己，像繞起來的舊電話線，不是真的“結(jié)”（結(jié)是穿過去的，這個是擰成的）。

扭轉(zhuǎn)力從哪來？水的“小動作”

為啥會擰成這樣？因為孔里的“電滲流”——電流帶動孔里的水流，水流會讓DNA轉(zhuǎn)起來（像水流轉(zhuǎn)小棍子）。轉(zhuǎn)的時候產(chǎn)生的“扭矩”會傳到孔外的DNA上，讓外面的部分繞成plectonemes。

和結(jié)不一樣：結(jié)被拉的時候會松，信號只亂一下就好；但plectonemes能變大，還能一直跟著DNA過孔，信號亂很久。

為了確認(rèn)，團(tuán)隊還做了“缺口DNA”：在DNA上切小口子，阻止扭轉(zhuǎn)傳遞。結(jié)果plectonemes直接少了90%以上——這就實錘了！

除了“糾錯”，還有啥用？

這個發(fā)現(xiàn)不止是“打科學(xué)家臉”，還有實際用處：

• 生物上：細(xì)胞里DNA也經(jīng)常纏成這樣，和酶的作用有關(guān)，能幫我們更懂基因組怎么組織、怎么穩(wěn)定。
• 技術(shù)上：納米孔傳感器現(xiàn)在能分辨“結(jié)”和“plectonemes”了（結(jié)信號短，plectonemes信號長），以后能更靈敏地測DNA損傷（比如缺口），甚至早期發(fā)現(xiàn)疾病。
• 納米技術(shù)：還能用來操控DNA之類的生物分子，開發(fā)新工具。

原來DNA不是“愛打結(jié)的熊孩子”，是“愛擰成彈簧的小調(diào)皮”~你以前以為DNA會打結(jié)嗎？評論區(qū)聊聊你知道的DNA小秘密，比如它平時在細(xì)胞里怎么“卷”的？