最近,，物理所軟物質(zhì)物理實(shí)驗(yàn)室李明研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在單個DNA分子的凝聚動力學(xué)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(xué)學(xué)會會刊》上（J.  Am.  Chem.  Soc.  2006,  128,  15040-15041）,。

        DNA是遺傳信息的載體,。細(xì)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(xì)胞核中。體細(xì)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(xué)一直是生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

        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(xué),。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(xué),。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金委員會重點(diǎn)基金和杰出青年基金的資助,。