摔跟头会把特定部位的DNA摔断吗？ 第1页

在地球上的常见场所“摔跟头”不会导致“特定部位的 DNA 全部摔断”。

这问题不完全是“开玩笑”，和“宏观、微观”也没什么关系。机械力是可以损伤 DNA 的，特定的电离辐射在细胞质内产生的高速冲击波有概率靠机械力在 DNA 双链中造成数十个碱基对连续断裂，导致难以修复的损伤^[1]。不过，对“摔跟头”讨论这个，跟笑话里的“一群人在讨论一滴水从高处落下会不会打死人，突然有人问你们淋过雨吗”有相似之处：

• DNA 双链的复杂断裂并不容易修复，修不好有概率导致细胞凋亡或癌变。地球上的成年人小时候大抵都摔过跟头，你看有几个人在膝盖、手掌、手肘之类摔倒时容易受伤的部位发生癌变的呢。

地球生物的演化已经对生活中常见的机械力进行适应，细胞骨架会分散并缓和细胞核受到的冲击，经常受力的真核细胞的细胞核会在异染色质参与下发生软化来减少遗传物质受到的力^[2]——用皮肤细胞进行的实验显示，培养出来的细胞在 30 分钟的有节奏拉伸后软化了细胞核，持续的高幅度拉伸会诱导细胞骨架根据拉伸方向重新定向，明显降低细胞核的受力。

动物的附肢（尤其是关节部位）早已在日常生活中的反复受力下发生上述变化，并和软骨与肌腱吸收冲击的能力、摔倒时保护重要部位的神经反射协调。包括人在内，动物在地球表面的正常条件下“摔跟头”在组织内产生的低速冲击波对体内绝大部分 DNA 没有损伤。

• “摔倒后擦破皮的膝盖”之类破损部位可以有一部分细胞核受损，那不算是“摔断”的。
• 你可以讨论十分特殊的场所，例如在高速离心机里摔（物理）。

实验显示，人工阻止上述软化会让 DNA 更容易受损。癌细胞在受力时比正常的干细胞容易受损但不会因 DNA 双链断裂而凋亡，断裂可能增加癌细胞的变异性。

参考

1. ^ I. Friis et al., “Lethal DNA damage caused by ion-induced shock waves in cells,” Phys. Rev. E 104, 054408 (2021).
2. ^ Nava MM, Miroshnikova YA, Biggs LC, Whitefield DB, Metge F, Boucas J, Vihinen H, Jokitalo E, Li X, García Arcos JM, Hoffmann B, Merkel R, Niessen CM, Dahl KN, Wickström SA. Heterochromatin-Driven Nuclear Softening Protects the Genome against Mechanical Stress-Induced Damage. Cell. 2020 May 14;181(4):800-817.e22. doi: 10.1016/j.cell.2020.03.052. Epub 2020 Apr 16. PMID: 32302590; PMCID: PMC7237863.

@赵泠 已经回答得很全面了，我稍稍延伸一下，聊几句通过机械力造成的DNA损伤

Nuclear Deformation Causes DNA Damage by Increasing Replication Stress