完整基因组揭示弯曲、发夹和四链体等大量另类DNA结构。
双螺旋是生物学最著名的图像之一，但并非所有DNA都采用这种形态。DNA还能形成多种“非经典”结构。借助更完整的基因组和长读长测序技术，科学家首次系统标出人类及其他灵长类基因组中容易形成这些结构的序列，为理解它们的位置、种类和生物作用补上重要缺口。
2001年公布的人类基因组其实并不完整，约8%的区域没有确定，主要是难以拼接的重复DNA。端粒到端粒联盟随后持续填补空白，2022年组装出当时最完整的人类参考基因组，2023年又完成最后缺失的Y染色体片段。2025年，该联盟进一步完成黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、婆罗洲猩猩、苏门答腊猩猩和合趾猿6个物种的参考基因组。
研究团队比较人类与这6种类人猿的端粒到端粒基因组，寻找提示非B型DNA的序列模式。过去的短读长技术把基因组切成大量短片段，面对高度重复区域时难以正确组装。长读长技术一次读取更长片段，相当于把观察范围拉远，使此前遗漏的功能元件和另类结构序列显现出来。新数据在人类基因组新增区域中发现多种非B型DNA基序明显富集，说明旧参考序列低估了它们的数量。
许多人类非B型DNA基序位于卫星DNA中。这类重复的非编码序列常参与染色体组织与稳定。类人猿基因组中的分布则并不均匀。另类DNA可以弯曲，也可形成发夹、G四链体或Z型DNA。既有估计认为，这些序列可能覆盖人类基因组约13%，并影响DNA复制、染色体保护、转录调控和甲基化。
这些结构的作用并非单一。它们可能推动基因组演化，也可能妨碍复制，增加突变和基因组不稳定性，并与癌症、神经退行性疾病及Werner综合征等遗传病有关。基因组研究因此正从只关注碱基顺序，转向同时考察分子结构。更精确的全基因组地图，将帮助研究者判断这些形状在何时形成、怎样调节细胞，以及它们如何影响健康与疾病。
原文：https://www.sciencealert.com/strange-dna-structures-found-in-the-human-genome-go-beyond-the-double-helix