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限制空间中病毒DNA多区有序性研究进展

时间:2020-06-14 17:12:10 来源:网络

这种病毒有多种形状和大小,有非常小的二十面体鼻病毒(如普通流感病毒)和较大的砖块阳性痘病毒(如天花)。然而,DNA在病毒中的积累形式和方式仍然是一个有争议的问题。最近,中国科学院物理研究所/北京国家凝聚态物理研究中心的研究人员在快宝上发表了一篇文章,通过理论分析和数值模拟来回答DNA积累问题。

本文作者将DNA在病毒中的积累简化为仅限于球形外壳的弹性丝。该模型有三种竞争效应:第一,长丝的弹性作用使长丝保持直线;第二,体积排斥避免了长丝与其自身的重叠;第三,球壳对长丝的限制作用与前两个函数竞争。作者发现这样一个简单的模型会产生令人惊讶的复杂行为。当细丝密度很高时,球形壳中细丝的最优结构是有序交错环的复杂排列,可分为多个区域(如图所示),而不是先前工作中提出的单一的甜甜圈结构。

染色质的结构也将出现多区域顺序,蛋白质和DNA之间复杂的相互作用可以推动DNA的分离。目前的研究表明,即使不受特定结构的约束,DNA的多区域顺序仍然可以出现在更简单、更小的系统中。当然,如果你想准确地预测DNA在病毒中的堆积形式,你需要进一步考虑DNA和病毒壳以及DNA分子之间的特定相互作用。本研究的结果为DNA在病毒中的积累形式提供了新的思路,并有助于人们进一步揭示其所包含的重要物理机制。

这篇题为spontaneousdomainformationinspherically-confinedelasticfilaments,的论文发表在快宝物理评论杂志上。这篇论文的作者是物理研究所研究员朱瑞多布尼卡。这项研究得到了中国国家自然科学基金的支持。

与文件链接:

Https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/physrevlett.123.047801