麻省理工學院（MIT）最新研究揭示，基因活化會引發 DNA 鏈結構變化，進而影響鄰近基因的表現。
一項刊登於《科學》（Science）期刊的最新研究指出，當細胞中的基因被啟動時，會在 DNA 鏈上產生連鎖反應，進而改變 DNA 鏈的物理結構。麻省理工學院的研究團隊發現，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。一般而言，活性基因上游的基因通常會被激活，而下游的基因則會受到抑制。這項發現對於理解基因調控的複雜機制，以及開發新的基因治療方法具有重要意義。
DNA 結構變化與基因表現的關聯
研究團隊深入探討了基因活化如何影響 DNA 的物理結構，以及這種結構變化如何進一步調控鄰近基因的表現。他們發現，當一個基因被啟動時，會引起 DNA 鏈的局部解旋，使得該區域的 DNA 更容易被轉錄因子接近，進而促進基因的表現。
相反地，活性基因下游的 DNA 區域則可能發生纏繞，使得 DNA 變得更加緊密，難以被轉錄因子接近，從而抑制基因的表現。這種上游激活、下游抑制的模式，顯示基因在 DNA 鏈上的位置對於其表現具有重要的影響。研究人員利用先進的顯微技術和計算模型，精確地追蹤了 DNA 結構的變化，並將其與基因表現的變化聯繫起來。
基因迴路的調控機制
這項研究揭示了基因迴路中一種新的調控機制，即基因活化所引起的 DNA 結構變化，能夠影響鄰近基因的表現。這種機制與傳統的轉錄因子調控機制相互作用，共同決定了基因的表現模式。研究人員指出，這種 DNA 結構介導的基因調控，可能在細胞分化、發育和疾病發生等過程中扮演重要的角色。
透過精確控制基因在 DNA 鏈上的位置和方向，可以設計出具有特定功能的基因迴路。例如，可以設計一個基因迴路，使得當一個基因被啟動時，能夠同時激活其上游的基因，並抑制其下游的基因，從而實現對特定生物過程的精確調控。這種基因迴路設計的策略，有望應用於合成生物學和基因治療等領域。
未來展望與應用
這項研究成果對於理解基因調控的複雜性具有重要的意義，並為開發新的基因治療方法提供了新的思路。未來，研究人員將進一步探索 DNA 結構變化在不同細胞類型和生理條件下的作用，以及如何利用這種機制來開發更有效的基因治療策略。
研究團隊表示，他們希望能夠利用這項研究的發現，設計出更精確、更可控的基因迴路，用於治療各種疾病，例如癌症和遺傳性疾病。此外，他們也希望能夠利用這種機制來開發新的生物技術，例如用於生產生物燃料和生物材料的工程細胞。這項研究為基因調控領域開闢了新的方向，並有望在未來帶來更多的突破。
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原始資料來源: GO-AI-6號機
Date: April 30, 2026