科学家已经解密了DNA的 “机械密码” 有望扭转癌症发展过程

由英国杜伦大学领导的一个国际研究小组通过破译DNA的机械密码，发现了以前未知的自然界在DNA序列中编码生物信息的方式。该团队使用了他们开发的名为”环形测序”的下一代DNA测序技术，以证明沿着一段DNA的特定碱基序列决定了分子的局部弯曲性。通过大量的测量，再加上计算分析和机器学习，他们确定了机械代码，即局部序列和DNA局部变形能力之间的映射。

DNA的机械密码指的是DNA的物理特性，这些特性对其作为遗传材料的功能很重要。这些特性包括双螺旋结构、碱基配对的稳定性、以及分子的弹性和灵活性。这些特性使DNA能够存储和传输遗传信息，它们受到温度、湿度和pH值等各种因素的影响。

此外，研究人员发现，DNA的机械代码可以被”甲基化”所改变，这是一种已知的化学修饰，DNA碱基在生物体发育的不同阶段通常会受到这种修饰。不正常的甲基化已经与几种癌症有关。

甲基化改变机械代码的发现，提出了一种可能性，即生物发展程序或诸如癌症等疾病，可能通过改变通过机械代码编码的信息来实现其对细胞的部分影响。

这项研究是与来自美国约翰霍普金斯大学、西班牙巴塞罗那科技学院和西班牙巴塞罗那大学的同事一起进行的。它已经发表在《自然-结构与分子生物学》杂志上。

该研究的主要作者，杜伦大学的Aakash Basu博士说。”DNA是一本书，包含细胞生存所需的指令。但这是一本非常特殊的书，你翻开一页，修复一页的撕裂，或折叠一页的能力，都取决于写在这一页上的文字。这是因为在DNA这本书中，这些字在某种程度上也控制着纸张的机械性能”。

他们指出，众所周知，阅读、复制、包装和修复储存在沿着DNA的碱基序列（As、Ts、Gs和Cs）中的遗传信息，经常涉及需要DNA局部机械变形的过程。

研究人员提供的证据表明，在从哺乳动物到细菌的各种生物体中，自然界和进化已经利用机械密码来局部控制DNA的变形性，从而反过来控制需要DNA机械变形的关键生物过程。

研究人员希望这一知识能够指导未来的治疗和生物工程发展。