DNA真實環境大不同！最新研究揭露驚人新特性

美國西北大學研究團隊最新發現，當DNA處在更接近真實細胞的環境時，要將雙股螺旋結構分開所需的力道，可能比過去實驗室環境下的認知還要大得多！這項突破性研究為我們理解DNA行為開啟了新視野。

在傳統實驗室中，科學家通常將DNA置於單純的水溶液中進行研究，這種受控環境能避免其他分子幹擾。要分離DNA雙股結構，研究人員往往需要將樣本加熱到超過150華氏度(約65.5°C)的高溫，然而這種溫度在活細胞中根本不可能自然出現。

西北大學分子生物科學與物理學教授John Marko解釋：「細胞內部充滿了各種分子，就像撞球檯上擠滿的球一樣，這些分子不斷撞擊DNA雙螺旋結構，讓它更難被開啟。但大多數生物化學實驗的環境卻極度空曠。」

研究團隊採用先進的「磁鑷」技術，將微小的磁性粒子固定在DNA單端，透過精確操控將雙股結構緩緩分開，並完整記錄整個過程。這項由Marko教授與博士後研究員Parth Desai主導的研究，已發表於《生物物理期刊》。

為模擬細胞內蛋白質的複雜環境，研究團隊特別在溶液中加入三種不同分子：甘油、乙二醇和聚乙二醇。Desai表示：「我們想觀察各種分子對DNA的影響，有些會造成脫水效應使DNA結構不穩定，有些則能穩定DNA結構。雖然不完全等同於細胞內的蛋白質，但原理是相似的。」

Marko教授強調，這類基礎研究正是許多醫學突破的基石，例如現在科學家能在一天內完成整個人體基因組定序。他預測，這項發現將廣泛影響對基本生化過程的理解，包括蛋白質與DNA的互動方式，以及基因調控機制等。

研究團隊下一步計畫納入更多種類的「擁擠因子」，讓實驗環境更貼近真實細胞狀態，進一步探討酵素與DNA的互動如何受到分子擁擠效應的影響。