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<p>DNA双螺旋图像:国家人类基因组研究所/国立卫生研究院就像任何长聚合物链一样,DNA倾向于形成结点麻省理工学院的研究人员发现,使用能够拉伸DNA分子并对这些结的行为进行成像的技术,第一次,决定一个结是沿着钢绞线移动还是“堵塞”的因素“研究高分子物理学的人已经提出结可能会堵塞,但是没有好的模型系统来测试它,罗伯特·T·哈斯拉姆化学工程教授和该研究的高级作者帕特里克·多伊尔说道</p><p>“我们发现同样的结可能会从堵塞到沿同一分子移动你改变条件并突然停止,然后改变它们它又突然发生了变化“研究结果可以帮助研究人员开发解开DNA结的方法,这有助于提高某些基因组测序技术的准确性,或促进结研究人员表示,麻省理工学院博士后亚历山大·克洛茨(Alexander Klotz)是该论文的第一作者,该论文发表于5月3日出版的“物理评论快报”中</p><p>结构诱导结形成可以通过减慢DNA分子通过系统来增强某些类型的测序</p><p>靠近拉伸的DNA分子末端被驱动到最后并解开,留下一个未被打结的分子(图片:Alex Klotz)运动中的结Doyle和他的学生们已经研究了聚合物结的物理学如DNA多年来DNA很好 - 适合这样的研究,因为它是一个相对较大的分子,使用显微镜成像很容易,并且很容易诱导形成结“我们有一种机制,导致DNA分子坍缩成一个小球,当我们拉伸包含非常大的结,“Klotz说”这就像把你的耳机放在你的口袋里并将它们拉出结“一旦结形成,研究人员就可以使用specia来研究它们l他们设计的微流体系统通道形状像T,在位于T顶部的TA DNA分子顶部发散的电场将被均匀地拉向每个臂,迫使它保持在原位</p><p>麻省理工学院的研究小组发现,他们可以通过改变电场的强度来控制这些固定的DNA分子中的结</p><p>当磁场很弱时,结趋向于沿着分子向近端移动当它们到达终点时,它们会解开“当紧张时不是太强,它们看起来像是随机移动但是如果你看它们的时间足够长,它们往往会向一个方向移动,朝向分子的近端,“Klotz说当场强,强迫DNA充分伸展,结被卡住到位这种现象类似于珠项链中的结,因为项链被拉得更紧,研究人员说,当项链松弛时,一个结可以沿着它移动, 但当它被拉紧,项链的珠子靠得更近,结结巴了“当你通过拉伸DNA分子来收紧结点时,它会使股线彼此靠近,这会增加摩擦力,”Klotz说道</p><p> “这可能压倒电场造成的驱动力”德克萨斯大学奥斯汀分校的化学教授Dmitrii Makarov没有参与这项研究,他将其描述为“一个优雅的实验性证明,可以在DNA中打结”在紧张的情况下堵塞,就像我们日常生活中的宏观结一样</p><p>这项工作也为分子尺度上的摩擦提供了重要的基本见解,这一现象仍然知之甚少“结活细胞中也会发生结节移除,但细胞有专门的酶称拓扑异构酶可以解开这些结麻省理工学院研究小组的研究结果提出了一种可能的方法,通过应用电子相对容易地从细胞外的DNA中去除结ic字段直到结一直移动到分子末端这对于一种称为纳米通道映射的DNA测序很有用,它涉及沿着窄管拉伸DNA并测量两个基因序列之间的距离这种技术被使用揭示大规模的基因组变化,如基因复制或从一条染色体移动到另一条染色体的基因,但DNA中的结可能使得更难获得准确的数据 对于另一种称为纳米孔测序的DNA测序,在DNA中诱导结可能是有益的,因为结通过测序仪使分子减慢这可以帮助研究人员获得更准确的序列信息使用这种方法从中删除结其他类型的聚合物,例如那些用于制造塑料的聚合物也可能是有用的,因为结可以削弱材料研究人员正在研究与结相关的其他现象,包括解开比本文研究的结更复杂的结的过程,以及作为分子中两个结之间的相互作用该研究由国家科学基金会和新加坡国家研究基金会通过新加坡麻省理工学院研究与技术出版联盟资助:Alexander R Klotz等人,“DNA中的运动结构” Elongational Fields,“Phys Rev Lett 120,188003,2018; DOI: