麻省理工學院（MIT）研究發現，基因活化會引發 DNA 鏈結構變化，進而影響鄰近基因的表現。
在細胞中，當一個基因被啟動時，它會在 DNA 鏈上產生連鎖反應，改變 DNA 鏈的物理結構。麻省理工學院（MIT）研究人員發表在《科學》（Science）期刊上的一項新研究表明，這些連鎖反應可以刺激或抑制鄰近的基因。這些效應是由於鄰近 DNA 的纏繞或解繞所產生的，並取決於基因在 DNA 鏈上的排列順序。
基因活化引發 DNA 結構變化
研究顯示，基因的活化不僅僅是單一事件，更會對周圍的 DNA 環境產生影響。當一個基因被「打開」時，它會觸發一系列的物理變化，影響 DNA 鏈的纏繞程度。這種纏繞程度的改變，就像漣漪一樣，會沿著 DNA 鏈傳播，進而影響鄰近基因的表現。這種現象揭示了基因表現調控的複雜性，以及基因之間相互作用的重要性。
研究人員發現，基因在 DNA 鏈上的位置，對於其受到活化基因影響的程度至關重要。通常，位於活化基因上游的基因會被促進表現，而位於下游的基因則會受到抑制。這種上下游的差異，反映了 DNA 結構變化的方向性，以及基因迴路中信息傳遞的特定模式。
基因迴路中的上下游效應
基因迴路（Gene circuits）是指細胞內基因之間相互作用的網絡，這些相互作用決定了基因的表現模式。這項研究強調了基因迴路中，基因之間的空間關係對於基因表現調控的重要性。活化基因所引發的 DNA 結構變化，會像信號一樣傳遞給鄰近基因，進而影響它們的活性。
這種上下游效應，為我們理解基因表現的調控機制提供了新的視角。透過控制基因在 DNA 鏈上的位置，以及它們之間的相互作用，我們可以更精確地調控細胞的功能，並開發出新的基因治療方法。例如，我們可以設計特定的基因迴路，來治療遺傳疾病或增強細胞的免疫反應。
研究成果的潛在應用
這項研究的成果，對於生物工程和合成生物學等領域具有重要的應用價值。透過理解基因迴路如何影響 DNA 的折疊和基因表現，科學家可以更有效地設計和構建人工基因迴路，用於生產藥物、生物燃料和其他有用的物質。此外，這項研究也有助於我們更深入地了解疾病的發生機制，例如癌症和遺傳疾病。
未來，研究人員計劃進一步研究基因迴路中，不同基因之間的相互作用模式，以及這些相互作用如何受到環境因素的影響。透過更深入地了解基因表現的調控機制，我們可以開發出更有效的治療方法，並利用生物技術來解決人類面臨的各種挑戰。這項研究為我們打開了一扇通往基因調控新世界的大門，讓我們能夠更精確地控制細胞的功能，並創造出新的生物技術應用。
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原始資料來源: GO-AI-6號機
Date: April 30, 2026