发生了什么

DNA（脱氧核糖核酸）带有负电荷。两个带负电的东西通常会互相排斥。可是，在细胞里，DNA有时必须靠近另一段DNA，并识别相似的序列。这类接触与遗传重组、基因沉默、染色体包装等过程有关，也可能与癌症中的细胞异常有关。

来自英国谢菲尔德大学和约克大学的研究者，首次直接拍到了两条DNA双螺旋紧密配对的结构。研究团队用高分辨率原子力显微镜扫描短DNA片段。图像显示，两条螺旋的沟槽能够彼此对齐。研究结果发表在《核酸研究》上，并为提出二十多年的DNA拉链模型提供了直接的结构证据。研究论文

这个谜题为什么难

DNA带负电，按道理不容易靠近。二十多年前提出的DNA拉链模型认为，DNA周围的盐离子会进入螺旋沟槽，形成有规律的电荷分布。这样的分布可以帮助相邻DNA保持合适的方向。过去，研究者虽然有这个想法，却很难直接看到沟槽对齐的样子。

研究者看到了什么

这项研究把显微镜观察和计算机模拟结合起来。显微镜告诉研究者DNA最后呈现什么形状。模拟则追踪原子和离子怎样移动。结果显示，二价金属离子（带两个正电荷的金属离子）可以同时接触两条DNA，在它们之间形成稳定的离子连接。镍、镁、钙离子都能帮助配对，但它们喜欢的位置和连接方式并不完全相同。

DNA也不是在每个位置都同样容易配对。有些序列会形成更强的接触点，也就是配对热点。论文还观察到，相似序列和不相似序列都能发生接触。这说明，序列相似性可能不一定负责启动第一次接触，却可能帮助接触保持更久，并沿着较长的DNA继续延伸。

为什么重要

这项成果把一个长期停留在理论中的过程，变成了可以观察和计算解释的结构。它可能帮助研究者理解DNA怎样压缩成染色体，以及DNA分子怎样参与遗传重组和基因调节。研究者还提出，能按序列控制接触强弱，未来或许有助于设计定制DNA结构。不过，这些仍是研究方向，不是已经完成的医疗或工程应用。

还不能确定什么

实验使用的是较短的DNA片段，以及离子种类和浓度都经过控制的溶液。显微镜还需要把DNA放在表面上观察。计算机模拟也无法完全复制活细胞拥挤而复杂的环境。因此，目前还不知道活细胞里同样配对会多常出现，也不知道这些热点是否真的会影响癌症发生。

接下来关注什么

下一步可以观察更长的DNA，或在更接近细胞的环境中测试。研究者还需要比较不同离子和不同序列，找出接触如何开始、又怎样持续。DNA拉链模型第一次有了清晰的结构图，这为理解染色体的组织方式提供了新的研究起点。约克大学研究报道