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DNA弹性新作用能保护其不受外伤

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  日本信息系统研究机构国立遗传研究所的研究小组利用物理和生物化学方法,发现了细胞核强度的工作原理,从而发现了DNA新的作用。这让科学家离解释细胞异常的发生机理更近了一步。

  人体细胞核中,存在称之为生命设计图的幸运28DNA组织。细胞及细胞核在外力作用下,会不断被挤压和拉伸,并伴随DNA损伤,出现细胞“死亡”和“癌化”等各种异常。主流理论认为,细胞核的硬度是由称为核纤层的外壳结构支撑,保护着其内部DNA不受伤害。

  此次,研究小组使用直径只有头发丝百分之一左右的玻璃针直接接触人体细胞,观察细胞核的歪曲情况,测量细胞核的强度,结果发现了细胞核利用“硬度”和“弹性”组合对抗外力。研究人员进一步发现,“弹性”并不是来自之前认为的核外壳结构,而是由DNA本身形成的。他们还成功定性测量了DNA的状态变化,以及如何与核的硬度和弹性相互影响。

  迄今为止,DNA被视作是遗传信息的记忆装置,新发现添加了细胞核弹性这一功能。小组进一步的研究还发现,呈核小体结构的DNA拉伸和缩短时弹性减弱,由此证实DNA不规则缩合结块形成弹性。人体细胞承受着各种自力以及外力,影响其完成细胞的各种功能。比如身体细胞受到体重的强大压力,制造心脏和骨骼的肌肉细胞会反复受到强劲的收缩压力,即使是身体内部的细胞,也在人体组织之间承受着巨大的压力。这些力传导至储存DNA的细胞核,使核发生扭曲,阻碍DNA发挥功能,从而直接关系到细胞死亡和细胞的癌化。但由于之前无法测量细胞核的硬度及弹性,因此对细胞核的外力应答机制一无所知。