Nature子刊解密了DNA的“机械密码”

　　

一项新的研究破译了DNA的机械密码，揭示了自然界在DNA序列中编码生物信息的未知方式。

由英国杜伦大学领导的一个国际研究团队使用了他们开发的下一代基于DNA测序的技术loop-seq，表明沿着DNA区域的局部碱基序列决定了DNA的局部可弯曲性。

通过大量的测量，加上计算分析和机器学习，他们确定了机械代码，即DNA的局部序列和局部变形能力之间的映射。

此外，研究人员还发现，DNA的机械密码可以通过“甲基化”来修改，这是一种已知的化学修饰，DNA碱基在生物发育的不同阶段都经常受到甲基化的影响。过度甲基化与几种癌症有关。

甲基化改变机械编码的发现表明，生物发育程序或癌症等疾病可能通过改变通过机械编码的信息来实现它们对细胞的部分影响。

这项研究是由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共同进行的。研究结果发表在《自然结构与分子生物学》杂志上。

该研究的主要作者，杜伦大学的阿卡什·巴苏博士说:“DNA是一本包含细胞生存所需指令的书。但这是一种非常特殊的书，你翻页的能力，修补书页上的裂口，或折叠书页的能力，都取决于写在书页上的文字。这是因为在DNA这本书中，这些文字也以某种方式控制着纸张的机械性能。”

他们指出，众所周知，沿着DNA读取、复制、包装和修复存储在碱基序列(As、Ts、Gs和Cs)中的遗传信息通常涉及到需要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中，自然和进化利用了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。

研究人员希望这些知识能够指导未来的治疗和生物工程发展。

原文标题：

Deciphering the mechanical code of the genome and epigenome