DNA 和 RNA 是核酸的兩種主要類型，也是生命的組成部分，很容易受到環(huán)境刺激，導(dǎo)致它們變形、彎曲或扭曲。這些變形可以顯著影響基因調(diào)控和蛋白質(zhì)功能，但使用傳統(tǒng)技術(shù)極難測(cè)量。最近，由香港城市大學(xué)(城大)物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組 準(zhǔn)確測(cè)量了鹽、溫度變化和拉伸力引起的核酸變化。他們的發(fā)現(xiàn)有助于揭示 DNA 和 RNA 潛在的普遍變形機(jī)制。
雖然 DNA 和 RNA 變形具有重要的生物學(xué)意義，但由于精確測(cè)量核酸變形的挑戰(zhàn)以及核酸相互作用的復(fù)雜性，我們對(duì)它們的理解有限。為了克服這兩個(gè)問題，由香港城市大學(xué)和武漢大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組采用實(shí)驗(yàn)、模擬和理論相結(jié)合的方法來研究DNA和RNA變形的普遍性。
這項(xiàng)研究的成功在于一種精確的測(cè)量工具，稱為磁力鑷子(MT)。這是生物物理學(xué)和分子生物學(xué)中用于研究 DNA、RNA 和蛋白質(zhì)等生物分子的機(jī)械特性的強(qiáng)大實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在磁鑷實(shí)驗(yàn)中，將一個(gè)微小的磁珠附著在感興趣的分子上，并施加磁場(chǎng)來操縱磁珠的位置。
通過實(shí)驗(yàn)，研究小組量化了DNA扭曲直徑耦合常數(shù)和RNA扭曲凹槽耦合常數(shù)，并應(yīng)用耦合常數(shù)來解釋DNA和RNA的變形。通過將這些發(fā)現(xiàn)與模擬、理論和其他先前的研究結(jié)果相結(jié)合，研究小組發(fā)現(xiàn)鹽、溫度變化和拉伸力引起的DNA和RNA變形機(jī)制是由兩種常見的途徑驅(qū)動(dòng)的：DNA的扭轉(zhuǎn)直徑耦合和扭轉(zhuǎn)凹槽RNA 偶聯(lián)。
他們的發(fā)現(xiàn)表明，核酸變形的物理原理是普遍的，可以應(yīng)用于不同類型的核酸和環(huán)境刺激。
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