誰在“拉扯”生命密碼，DNA力學實驗，解鎖抗癌新方向

哈嘍，大家好，今天小墨這篇評論，主要來分析DNA力學實驗的奧秘，看它如何為抗癌開辟新路徑。

提到DNA，大家都知道它是掌管生命的遺傳密碼。在多數(shù)人眼里，它就是一份寫滿生命信息的“說明書”，但在物理學家眼中，它還有另一重身份：一條能被拉伸、彎曲甚至扭轉(zhuǎn)的“分子鏈”。

你敢相信嗎？科學家真能像擺弄橡皮筋一樣，對DNA做力學實驗。更讓人驚喜的是，這些看似冷門的實驗，早已跳出實驗室的范疇，在抗癌領(lǐng)域掀起了新的波瀾，為攻克癌癥提供了全新的思路。

DNA小到肉眼根本無法看見，一段人類基因組的DNA長度能達到2米，直徑卻只有2納米，遠遠超出了光學顯微鏡的分辨能力。要對它進行力學實驗，必須依靠三種納米級的“神器”。

第一種是光鑷，它就像一束無形的激光“鑷子”，能精準夾住連接在DNA一端的微小玻璃珠。通過移動激光束，就能對DNA施加拉力，還能測量到皮牛頓級別的微弱力。

早在1996年，科學家就用光鑷拉伸λ噬菌體DNA，發(fā)現(xiàn)在約65皮牛頓的力作用下，它會突然伸長1.7倍，推測這和DNA雙螺旋解鏈有關(guān)。

第二種是磁鑷，它靠磁場來操控磁珠，進而對DNA施加拉力或扭轉(zhuǎn)力。和光鑷相比，磁鑷的優(yōu)勢在于能長時間穩(wěn)定工作，還能同時對多個DNA分子進行測量，特別適合觀察酶在DNA上移動這類慢速過程。

第三種是原子力顯微鏡，它的探針就像一根尖銳的手指，能“按壓”或“拉起”吸附在云母片表面的DNA。這種工具很適合研究DNA和蛋白質(zhì)的相互作用，比如探測某些結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

通過這些精密工具，科學家發(fā)現(xiàn)了DNA不少有趣的力學特性，而這些特性恰恰和抗癌研究密切相關(guān)。在拉伸實驗中，DNA會呈現(xiàn)出三階段的變化：一開始會隨著力的增加緩慢拉長，達到臨界力時會突然變長，繼續(xù)施力就會斷裂。

在扭轉(zhuǎn)實驗中，DNA還能形成“超螺旋”結(jié)構(gòu)，這可是細胞內(nèi)調(diào)控基因表達的重要機制。更重要的是，這些力學特性為抗癌藥物的研發(fā)提供了新的靶點，很多抗癌藥就是通過干擾DNA的拓撲結(jié)構(gòu)，阻止腫瘤細胞增殖的。

云南網(wǎng)11月2日就報道過一個相關(guān)案例，研究團隊聚焦常用化療藥物5-氟尿嘧啶。這種藥雖然應(yīng)用多年，卻有兩個致命缺陷：水溶性極差，體液中吸收率不足1%；缺乏靶向性，會無差別攻擊健康組織。

團隊沒有改良藥物本身，而是利用“球形核酸”技術(shù)，用DNA鏈打造了納米藥物載體。他們把5-氟尿嘧啶分子整合進DNA鏈中，這種球形結(jié)構(gòu)能被白血病癌細胞過度表達的“清道夫受體”識別，進而被細胞主動吸收。進入細胞后，酶會分解DNA外殼，精準釋放藥物，實現(xiàn)對癌細胞的“定點爆破”。

人民網(wǎng)12月8日也有相關(guān)報道，一種名為TY1的RNA新藥被證實能激活DNA修復(fù)機制。這種藥物能增強TREX1基因的活性，引導(dǎo)免疫細胞清除受損的DNA碎片。雖然它主要針對心臟病和自身免疫性疾病，但其核心原理和DNA力學特性研究相通，都為癌癥等疾病的治療提供了新的思路。

可能有人會問，這些DNA力學實驗離我們的生活太遠了吧？其實不然，它早已在悄悄改變抗癌治療的格局。通過力學實驗，科學家能更清楚地了解抗癌藥物和DNA的相互作用，輔助篩選出效果更好、副作用更小的藥物。

比如前面提到的球形核酸技術(shù)，就是DNA力學研究推動納米技術(shù)發(fā)展的典型例子。DNA不僅是遺傳物質(zhì)，還是天然的納米材料，通過力學實驗驗證其可控性后，就能用它構(gòu)建精準的藥物遞送系統(tǒng)。

除此之外，DNA力學實驗的方法還能推廣到蛋白質(zhì)等其他生物大分子上。很多疾病都和蛋白質(zhì)錯誤折疊有關(guān)，通過研究它們在受力下的變化，能幫助我們更深入地理解疾病機制，為包括癌癥在內(nèi)的多種疾病治療提供支撐。