最近,，物理所軟物質(zhì)物理實驗室李明研究員領(lǐng)導的研究小組在單個DNA分子的凝聚動力學研究中獲得新發(fā)現(xiàn),。他們巧妙利用施加于DNA上的張力使DNA的凝聚速率降低，在有限的時間分辨率下觀察到了DNA的非連續(xù)凝聚過程,。同時，通過比較不同拉力下DNA的凝聚速率，研究了DNA凝聚態(tài)中的缺陷與凝聚速率的關(guān)系,。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《美國化學學會會刊》上（J.  Am.  Chem.  Soc.  2006,  128,  15040-15041）。

        DNA是遺傳信息的載體,。細胞中的DNA必須在蛋白質(zhì)作用下凝聚成特定結(jié)構(gòu)裝載到細胞核中,。體細胞中DNA的凝聚形態(tài)是我們所熟知的染色體。哺乳動物精子中的DNA凝聚成圓環(huán)狀(類似于油炸圈餅）,。DNA的這兩種凝聚結(jié)構(gòu)及其形成動力學一直是生命科學研究的熱點,。

        該研究組利用單分子操縱技術(shù)研究了單個DNA分子在體外的凝聚動力學。他們在長度約為16.4微米的λ-嗜菌體DNA兩端裝上“手柄”――（連上直徑約2微米的磁性球）,，將DNA懸掛在磁場中,，加入DNA凝聚劑后用顯微鏡觀察DNA長度隨時間的變化，測量DNA分子的凝聚動力學,。實驗表明,，在凝聚劑作用下,，DNA凝聚成直徑約為100nm的圓環(huán)。有趣的是,，他們發(fā)現(xiàn)DNA的凝聚是不連續(xù)的,，每一個凝聚動作只有約300nm(圓環(huán)周長)的DNA片段凝聚在圓環(huán)表面。在DNA兩端施加大于10pN的拉力可以使已經(jīng)凝聚的DNA圓環(huán)解離,。實驗發(fā)現(xiàn)解離過程也是不連續(xù)的,，每一個解離動作只有約300nm的DNA片段從圓環(huán)表面脫離。

        此項研究得到國家自然科學基金委員會重點基金和杰出青年基金的資助,。