麻省理工學院（MIT）研究發現，基因啟動會引發 DNA 鏈結構變化，進而影響鄰近基因的表現。
一項發表於《科學》（Science）期刊的最新研究指出，當細胞中的某個基因被啟動時，會在 DNA 鏈上產生連鎖反應，進而改變 DNA 鏈的物理結構。麻省理工學院（MIT）的研究人員發現，這些連鎖反應能夠刺激或抑制鄰近的基因。這種效應源於鄰近 DNA 的纏繞或解旋，並取決於基因在 DNA 鏈上的排列順序。
基因啟動的漣漪效應
研究團隊觀察到，當一個基因被啟動時，其上游的基因通常會被激活，而下游的基因則會受到抑制。這種現象被研究人員稱為「漣漪效應」，它揭示了基因之間存在著複雜的相互作用，以及 DNA 結構變化在基因調控中的重要作用。這項發現對於理解基因表現的調控機制，以及開發新的基因治療方法具有重要意義。
研究人員進一步解釋，這種漣漪效應的強度和範圍，受到基因迴路（gene circuits）的影響。基因迴路是指基因之間相互連接和調控的網絡，它們決定了基因如何響應內外部信號。透過調整基因迴路的設計，可以精確地控制基因的表現，從而實現對細胞功能的精確調控。
DNA 結構與基因表現的關聯
這項研究強調了 DNA 結構與基因表現之間密不可分的關係。傳統觀點認為，基因表現主要受到轉錄因子等蛋白質的調控。然而，這項研究表明，DNA 的物理結構，例如纏繞或解旋的程度，同樣對基因表現具有重要影響。當一個基因被啟動時，它會改變鄰近 DNA 的結構，進而影響鄰近基因的表現。
研究團隊利用先進的顯微鏡技術和計算機模擬，詳細觀察了基因啟動過程中 DNA 結構的變化。他們發現，當一個基因被啟動時，其鄰近的 DNA 會發生解旋，從而更容易被轉錄因子訪問。相反地，當一個基因被抑制時，其鄰近的 DNA 會發生纏繞，從而降低轉錄因子訪問的可能性。
基因迴路設計的潛在應用
這項研究的發現，為基因工程和合成生物學開闢了新的可能性。透過精確設計基因迴路，可以控制 DNA 的折疊方式，從而精確調控基因的表現。這種方法有望應用於開發新的基因治療方法，例如，可以設計基因迴路，使治療基因只在特定的細胞或組織中表達，從而提高治療效果並降低副作用。
此外，這項研究還為理解複雜疾病的發病機制提供了新的線索。許多疾病，例如癌症和神經退行性疾病，都與基因表現的異常有關。透過研究這些疾病中基因迴路的變化，可以更好地理解疾病的發病機制，並開發新的治療策略。研究團隊表示，他們將繼續深入研究基因迴路與 DNA 結構之間的關係，希望能夠為人類健康做出更大的貢獻。
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原始資料來源: GO-AI-6號機
Date: April 30, 2026