為了讓兩米的DNA塞進(jìn)微型的細(xì)胞中，細(xì)胞必須極其仔細(xì)地將遺傳信息鏈繞成染色體。令人驚訝的是，研究人員發(fā)現(xiàn)DNA序列使得它像溜溜球（yoyo）一樣地纏繞和解纏繞。相關(guān)研究發(fā)布在3月12日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

伊利諾伊大學(xué)物理學(xué)教授、Carl R. Woese基因組生物學(xué)研究所成員Taekjip Ha說：“我們發(fā)現(xiàn)了這一有趣的DNA物理現(xiàn)象：它的序列決定了細(xì)胞內(nèi)DNA包裝的柔性和穩(wěn)定性。這實際上是非常基本的DNA物理現(xiàn)象。盡管許多人認(rèn)為我們在幾十年前就應(yīng)該認(rèn)識到了這一DNA物理現(xiàn)象，但其中仍有驚喜。”

DNA被包裝成像串珠手鏈一樣的染色體。DNA纏繞著組蛋白形成核小體。這些核小體被編成串珠鏈，再被精致地編織成染色體。

科學(xué)家們早就知道DNA可以從核小體解纏繞，但他們一直猜測兩端是對稱的，即DNA解纏繞應(yīng)該像是解鞋帶一樣。伊利諾伊大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，DNA實際上非常不對稱，就像是纏繞著溜溜球的繩子。拉動DNA的一端只會讓纏繞變緊，而拉動另一端則會使得它像溜溜球一樣的解纏繞。

核小體包裝的這種物理現(xiàn)象是由DNA序列所決定，它使得DNA鏈足具柔性得以滿足兩個相互沖突的原理：它必須足夠穩(wěn)定使得DNA密實緊湊，也必須足夠動態(tài)使得DNA鏈能夠解纏繞，被讀取而生成蛋白質(zhì)。

Ha說：“許多的研究表明，如果你改變基因的序列，將會影響其他的東西，例如有可能生成不同的蛋白質(zhì)。但卻沒有人真正地思考序列改變對于DNA物理學(xué)的影響，后者轉(zhuǎn)而引起了生物學(xué)改變。”

Ha的研究表明，細(xì)胞的蛋白質(zhì)制造機(jī)器更容易從較易解纏繞的核小體“弱”端開始讀取。他們認(rèn)為與癌癥等疾病相關(guān)的一些遺傳突變改變了核小體的穩(wěn)定性。

“這有可能對如何讀取信息以及生成不同的蛋白造成了重大的影響。例如，有可能根據(jù)突變引起的DNA柔性和穩(wěn)定性的改變差異性地生成了抗癌蛋白或是致癌蛋白，”Ha說。

接下來Ha打算利用下一代測序來確定整個基因組的柔性。他希望能夠構(gòu)建出第一個全基因組的物理性質(zhì)圖譜。他還想搞清楚一些突變是導(dǎo)致了DNA更容易還是更難讀取。