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      科學家展示了能源格局DNA的界面動力學算法細節(jié)
      
			
      
				2018-11-25 13:06:24
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      細胞的細胞核從來都不是靜態(tài)的,即使在染色體似乎它們包含在休息的時候。理論家萊斯大學詳細的力量的結(jié)合,推動他們不斷地運動。
      

      科學家展示了能源格局DNA的界面動力學算法細節(jié)
      

      一個擴展的具有里程碑意義的能源格局模型蛋白質(zhì)幫助水稻理論生物物理學中心的研究人員形成一個理論,結(jié)合基因組的結(jié)構(gòu)和動態(tài)方面在間期,時間繁殖當核DNA進行活動,使細胞的交響樂嗡嗡作響。
      

      科學家一直能夠觀察細胞經(jīng)歷從間期和有絲分裂周期,但它已經(jīng)很難理解在每個階段發(fā)生了什么。在新的研究中,水稻的研究人員決定,他們開發(fā)的能源格局模型分析的空間折疊染色體也可以占基因組動力學實驗最近觀察到在間期。
      

      開放獲取論文發(fā)表在《美國國家科學院學報》上的物理學家穆Onuchic和彼得Wolynes和博士后研究員米歇爾·迪Pierro和吊艇柱Potoyan利用實驗室的長期經(jīng)驗建模蛋白質(zhì)如何折疊。
      

      這些模型依賴于粗粒度算法的一個子集chain-either氨基酸的蛋白質(zhì)或dna是整個鏈。個人的內(nèi)在能量酸確定鏈折疊,他們?nèi)绾文軌蚺c其他珠子鏈。
      

      在過去的四年里,研究人員改進他們的算法到最小的染色質(zhì)模型,模擬了能源景觀的DNA分裂,凝結(jié)成一個緊密的團在間期,然后花到熟悉的X和y形的有絲分裂染色體在準備。
      

      模型表明,隨機擴散由布朗運動驅(qū)動的和更直接的動作引發(fā)的分子馬達幫助DNA蠕動在核領(lǐng)域不斷地進行自我重組。
      

      “在分子尺度,普通粒子熱運動足以移動它們,把它們弄出來的堵塞,他們太強烈綁定到其他粒子,“Wolynes說。“通常情況下,他們?nèi)崃W最穩(wěn)定的狀態(tài)。對蛋白質(zhì)折疊,這些熱運動是最重要的,但是在宏觀世界中,他們是完全不夠的。
      

      “問題在染色體是它的規(guī)模遠小于宏觀事物我們周圍但比分子大得多。所以我們應該運用哪些規(guī)則?”
      

      答案是兩者兼而有之。
      

      Wolynes指出,實驗顯示染色體內(nèi)的運動情況下,還應證明ATP-driven分子馬達直接幫助的事情。實驗通過其他實驗室,停止汽車也停止了一些染色體結(jié)構(gòu)的改變。
      

      “我們決定看看會發(fā)生什么,如果我們的模型假定動作相當于在平衡但被激起的汽車,或多或少做隨機熱運動,但更暴力,”他說。“這讓我們非常同意實驗。”
      

      模擬兩個染色體lymphoblastoid細胞之間的相互作用還顯示10至20的存在動態(tài)關(guān)聯(lián)的域(爸爸),斑點的區(qū)分chromatin-segments DNA及其相關(guān)的表觀遺傳標記和其他蛋白質(zhì),傾向于在一個連貫的方式。研究人員認為,父親來自微尺度相分離像油和水一樣,有不同的生化性質(zhì)的染色質(zhì)片段。
      

      “這些爸爸的結(jié)果之間的競爭傾向于乳劑和來自染色質(zhì)的聚合物性質(zhì)的約束,“Onuchic說。不像油和水,完全獨立,染色質(zhì)創(chuàng)建多個域隔離的類型,他說。
      

      “我們發(fā)現(xiàn)的染色體位置偏離擴散法,其中一些擴散速度比其他人,“Wolynes說。“這些果凍滴都是不同的大小。一些分散的很長一段時間,一些較短的時間內(nèi),有一個閾值定義了這些模式的運動。”
      

      他比他們蛋黃醬,蛋白蛋黃滴油和水結(jié)合的形式。”相分離在染色質(zhì)的染色體為一種沙拉醬滴用不同的表觀遺傳標記連貫地移動,“Wolynes說。
      

      Di Pierro說這項工作既能吸引生物學家研究DNA的結(jié)構(gòu)和生物物理學家研究它的運動。“我們希望我們的理論橋梁動力學和結(jié)構(gòu)之間的差異,”他說。”的物理和工程,我們可以表明,看上去詭異的從一個角度或其他都符合相同的照片。”
      
			

			
        
      
			
      
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