上個(ge) 世紀生物學最重要的成果之一就是1953年由Watson和Crick發現的雙螺旋結構的DNA。時至今日科學家們(men) 仍然認為(wei) ，它是人類解開聲明奧秘的一把鑰匙。如今在3D打印的幫助下，科學家們(men) 正在對DNA的內(nei) 部工作機製進行更加深入的研究。

近日，來自美國Van Andel研究所、Brookhaven國家實驗室和石溪大學（Stony Brook University），以及英國倫(lun) 敦帝國學院的研究人員發表了一篇論文，詳細介紹了他們(men) 在了解DNA自身複製方麵最新小而深刻的進步。人們(men) 已經知道的是，DNA在進行自我複製時，會(hui) 打開自己的雙鏈，暴露出其內(nei) 部非常重要的信息，當複製完成後，原來一條雙鏈變成兩(liang) 條一樣的雙鏈。

但是人們(men) 沒有完全了解的是在複製的過程中到底發生了什麽(me) 。這是因為(wei) DNA發生作用和維持的機製非常複雜，需要其數百個(ge) 不同的部分精確地共同配合。其中的一個(ge) 被科學家命名為(wei) Cdc6的部分，被這次研究人員推測為(wei) DNA複製過程中的關(guan) 鍵蛋白，這其中的問題是：它是怎麽(me) 做到的？

在這個(ge) 過程中還有一個(ge) 重要的成份——NDA解旋酶，如果我們(men) 把DNA看做一個(ge) 拉鏈的話，解旋酶就像那個(ge) 處於(yu) 拉鏈頂部的那個(ge) 拉鏈扣。在此之前的研究中，人們(men) 認為(wei) Cdc6蛋白質在把解旋酶放到DNA段頂部的過程中起到了部分作用。為(wei) 了確認這種情況，研究人員想辦法抑製Cdc6並研究由此帶來的影響。如果這個(ge) 蛋白質的作用是負責安裝拉鏈扣的話，它的消除將意味著拉鏈被卡住，無法打開。然而，研究人員發現的是雙螺旋繼續像以前一樣打開，但是最終的複製卻無法完成。

我們(men) 長話短說，科學家們(men) 發現蛋白質Cdc6似乎有什麽(me) 東(dong) 西，為(wei) 最終的複製開始之前創造某種有利條件。在這一點上，仍然有些不確定，但是倫(lun) 敦帝國學院臨(lin) 床科學中心DNA複製組的負責人Christian Speck博士用我們(men) 能夠聽得懂的方式解釋說：      

“想象一下，如果你把一個(ge) 扳手留在發動機裏，或者把發動機組裝好後不拆掉某些組裝的工具。那麽(me) 這個(ge) 發動機將因為(wei) 卡住而停止工作。因此，蛋白質Cdc6的作用就是確保在發動機中沒有扳手，並維持生產(chan) 線的繼續進行。 是一種質量控製蛋白質。”

如果您正在想“這算什麽(me) 大發現？”的話，那麽(me) 重要內(nei) 容來了：

異常細胞（比如癌細胞）的生長之所以難以控製就是由於(yu) 這些細胞的自我複製能力。當前對於(yu) 癌症治療的研究通常集中在摧毀這些異常細胞DNA的方法上。但是，由於(yu) 這些方法的性質，健康細胞的DNA也被它們(men) 破壞了。如果科學家們(men) 研製出一種能夠簡單地關(guan) 閉細胞複製機製的方法，那麽(me) 就為(wei) 癌症治療的研究打開了一扇大門。

為(wei) 了將這一發現應用到個(ge) 人的癌症治療中，科學家們(men) 不僅(jin) 需要了解Cdc6，而且還包括大量組成DNA的不同部分。在Speck的實驗室裏，科學家們(men) 不僅(jin) 能夠通過電子顯微鏡查看這些結構，而且還利用這些圖像，創建和3D打印出大型的3D模型以作研究之用。這些實實在在的3D模型能夠讓科學家們(men) 更加深刻地理解這些蛋白質的能力。該研究的合作者、石溪大學的生物學家Huilin Li介紹了他們(men) 如何在研究過程中使用這些輔助的3D打印模型：

“DNA解旋機製的成因是複雜、奇妙和令人驚奇的。這些3D打印模型，使我們(men) 能夠在分子水平理解解旋酶如何包圍並解開DNA，從(cong) 而有助於(yu) 我們(men) 了解生命中最根本的過程以及如何處理可能出現的問題。”

通過3D打印模型研究人員發現，如果他們(men) 不讓Cdc6蛋白加入這一“機器”，這台“機器”機會(hui) 堵塞，這意味著DNA複製過程就會(hui) 停滯下來。3D打印可以快速將通過電子顯微鏡獲得的3D圖像數據製作成為(wei) 物理模型的能力意味著，研究人員可以隨時得到自己需要的模型，並且不需要很大的代價(jia) 或者很長時間的等待就能迅速作出調整。