在你讀這句話的時候，你身體里每一個細(xì)胞的DNA，正在不停地折疊、展開、再折疊。

這不是比喻。2026年2月，美國索爾克研究所杰西·迪克森團隊在《自然遺傳學(xué)》發(fā)表了一項重要研究，首次系統(tǒng)揭示了人類基因組三維折疊的動態(tài)規(guī)律：基因組的不同區(qū)域以截然不同的速度完成折疊和展開，而這種速度差異，直接決定了一個細(xì)胞"是什么"，以及當(dāng)這套系統(tǒng)出錯時，它如何走向癌癥或發(fā)育障礙。

兩米DNA塞進細(xì)胞核，靠的是一套精妙的折疊機器

每個人類細(xì)胞的細(xì)胞核，直徑只有約6微米，但其中塞著約兩米長的DNA，包含大約60億個堿基對。為了讓這條長鏈既能高度壓縮儲存，又能在需要時快速讀取，細(xì)胞進化出了一套精巧的折疊方案，核心工具是一種叫做黏連蛋白（cohesin）的蛋白質(zhì)復(fù)合物。

黏連蛋白沿著DNA滑動，把相距遙遠的基因組區(qū)段拉近，形成一個個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，就像用回形針把一張長紙帶夾出無數(shù)個小圓圈。它的"助手"NIPBL蛋白則負(fù)責(zé)推動黏連蛋白在DNA上移動，控制環(huán)的形成節(jié)奏。過去的研究已經(jīng)知道這些環(huán)不是永久存在的，它們會不斷生成和解散。

但問題在于：不同地方的環(huán)，解散速度一樣嗎？為什么有些區(qū)域的折疊比其他區(qū)域更活躍？這正是迪克森團隊這次想搞清楚的。

杰西·迪克森醫(yī)學(xué)博士和哲學(xué)博士泰莎·波佩利用人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，基因組的動態(tài)三維結(jié)構(gòu)會影響細(xì)胞特性。圖片來源：索爾克研究所

研究人員在永生化人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞中大幅降低NIPBL的含量，觀察基因組在失去"折疊驅(qū)動力"后如何展開。結(jié)果出乎意料：展開過程并不均勻。某些區(qū)域幾乎立刻松弛，而另一些區(qū)域則在數(shù)小時后才緩慢展開。更有意思的是，這種速度差異與區(qū)域內(nèi)基因的活躍程度高度相關(guān)。

在基因沉默、功能不活躍的區(qū)域，環(huán)狀結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，持續(xù)時間更長，像一個安靜的檔案柜，內(nèi)容不常取用，結(jié)構(gòu)也就不需要頻繁更新。而在基因高度活躍的區(qū)域，折疊的周轉(zhuǎn)速度快得多，這些基因正在積極指揮細(xì)胞執(zhí)行特定功能，需要不斷建立和刷新與遠端調(diào)控元件之間的聯(lián)系。

細(xì)胞靠不停"重讀自己"來記住自己是誰

這個發(fā)現(xiàn)引出了一個更深刻的生物學(xué)洞察：細(xì)胞維持自身身份的方式，可能恰恰依賴于這種持續(xù)不斷的折疊運動。

研究團隊進一步在由人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化出的心肌細(xì)胞和神經(jīng)元中驗證了這一想法。結(jié)果顯示，心肌細(xì)胞中折疊動態(tài)最活躍的區(qū)域，正好集中在與心臟功能直接相關(guān)的基因周圍；神經(jīng)元中最活躍的區(qū)域，則對應(yīng)神經(jīng)元特異性功能基因。

Tessa Popay博士（左）和Jesse Dixon醫(yī)學(xué)博士、哲學(xué)博士（右）發(fā)現(xiàn)，基因組的動態(tài)變化會影響基因表達，并且似乎在強化細(xì)胞身份方面尤為重要。圖片來源：索爾克研究所

論文第一作者、博士后研究員泰莎·波佩對此給出了一個形象的解釋："我們的基因組持續(xù)不斷地折疊和展開，這個過程對幫助細(xì)胞'記住'它應(yīng)該是什么可能特別關(guān)鍵，因為它不斷刷新著不同細(xì)胞類型特有的基因表達。"換句話說，折疊運動本身就是一種細(xì)胞記憶的維持機制，細(xì)胞通過反復(fù)"閱讀"自己的關(guān)鍵基因來強化身份認(rèn)同。

這個機制一旦出錯，后果可能非常嚴(yán)重。

迪克森在論文中直接點出了臨床意義："這些基因組折疊機制在每一個細(xì)胞中都嚴(yán)格控制著細(xì)胞身份，所以當(dāng)相關(guān)蛋白發(fā)生突變時，出現(xiàn)像科內(nèi)莉亞·德·蘭格綜合征這樣影響全身多個部位的發(fā)育障礙，其實是完全說得通的。"科內(nèi)莉亞·德·蘭格綜合征正是由黏連蛋白通路的基因突變引起，患者通常伴有智力障礙、自閉癥樣癥狀和多器官發(fā)育異常。

杰西·迪克森醫(yī)學(xué)博士和哲學(xué)博士泰莎·波佩利用人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的神經(jīng)元發(fā)現(xiàn)，基因組的動態(tài)三維結(jié)構(gòu)會影響細(xì)胞特性。圖片來源：索爾克研究所

癌癥的邏輯則更主動，也更危險。迪克森認(rèn)為，癌細(xì)胞可能主動利用了同樣的原理，通過改變基因組中折疊動態(tài)最活躍的區(qū)域，重新編程細(xì)胞身份，讓細(xì)胞"忘記"自己原本是什么，從而擺脫正常的生長控制，走向不受約束的增殖。

這項研究的重要性，在于它為一個長期懸而未決的問題提供了關(guān)鍵答案：基因組的三維結(jié)構(gòu)究竟如何影響基因表達？此前的數(shù)據(jù)曾令人困惑，折疊似乎對基因表達影響甚微，但迪克森團隊的新發(fā)現(xiàn)表明，問題不在于影響存不存在，而在于是否用正確的方式去觀察它，也就是要把"動態(tài)"納入考量，而非只看靜態(tài)結(jié)構(gòu)。

從基礎(chǔ)科學(xué)到臨床應(yīng)用，還有相當(dāng)長的路要走，但方向已經(jīng)清晰。如果能精確干預(yù)折疊動態(tài)，理論上就有可能糾正癌癥和發(fā)育障礙中的異常折疊模式，這為一類全新的治療策略提供了分子層面的靶點和邏輯基礎(chǔ)。

信息來源：https://scitechdaily.com/your-dna-is-constantly-moving-and-it-could-hold-the-key-to-cancer-and-autism/