ホストポリマー中での長鎖DNA分子のダイナミクス
主体聚合物中长 DNA 分子的动力学
基本信息
- 批准号:08226224
- 负责人:
- 金额:$ 0.96万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
- 财政年份:1996
- 资助国家:日本
- 起止时间:1996 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
私達は、長鎖DNA分子のコイル-グロビュール転移は著しい不連続性を示し、各々の鎖について「一次相転移」であることを、最近明らかにした。この転移において、分子鎖のアンサンブル(集団)平均は、連続的な変化を示す。このことは、光散乱や粘度測定など、アンサンブルの性質を調べる実験手段では、コイル-グロビュール転移は緩慢転移のように"見える"ことを意味している。本年度は、ホストポリマー中での長鎖DNA分子のダイナミクスに注目して、さらに研究を進めた結果、次のような成果が得られた。高分子のかたさ(stiffness)とファンデルワールス力を考慮した簡単なモデルで、ホモポリマーの単分子凝縮モンテカルロ・シミュレーションを行った。そして、計算の結果、トロイドやロッド等の構造体が自発的に生成することを明らかにした。この理論計算の結果は電子顕微鏡によって観察されるDNA分子の凝縮体とよく対応している。エネルギーを比較するとトロイド状態の方が低く、ロッド状態は準安定な状態でトロイド状態は熱力学的安定状態に対応している。このショミュレーションの結果から、DNAに限らず、一般的に硬いポリマーは次のような性質を示しているものと予測される。i).高分子鎖がstiffなとき、コイル-グロビュール転移は、各々の鎖について、all-or-noneの一次相転移となる。(DNAに限らず、十分に固い鎖であれば、一般的に一次相転移となる。)ii).コイル-グロビュール転移には、有限の幅の共存領域は存在する。このため、高分子鎖のアンサンブルは、緩慢転移を示す。実験、理論的解析の結果から得られてきた、各々の孤立高分子鎖の高次構造のall-or-none的変化は、溶液中に存在する各の鎖について相の異なる状態、すなわち、一種の相分離であるとみなすことができる。鎖の相転移は一次であるので、ゆらぎの相関が有限の値に留まる。そこで、鎖のサイズよりも相関長が短くなったときには、単一鎖について複数のグロビュールとコイルが出現する分子内相分離現象がおこることが予想される。実際、高分子量(Mw〜220,000)のPVP水溶液中では、単一のT4DNA分子が分子内の相分離を示すことが、蛍光顕微鏡観察により確認された。
Private は, long DNA molecules lock の コ イ ル - グ ロ ビ ュ ー ル planning move は the し い not even 続 sex を し, each 々 の lock に つ い て "planning a phase shift" で あ る こ と を, recently Ming ら か に し た. こ の planning move に お い て, molecular lock の ア ン サ ン ブ ル 団 (set) the average は, even 続 な を shown す variations. こ の こ と は, light scattered や viscosity measurement な ど, ア ン サ ン ブ ル の nature を adjustable べ る be 験 means で は, コ イ ル - グ ロ ビ ュ ー ル planning moving slow は planning の よ う に "see え る" こ と を mean し て い る. This year は, ホ ス ト ポ リ マ ー in で の long DNA molecules lock の ダ イ ナ ミ ク ス に attention し て, さ ら を に research into め た results, time の よ う が な achievements have ら れ た. Polymer の か た さ (stiffness) と フ ァ ン デ ル ワ ー ル ス force を consider し た Jane 単 な モ デ ル で, ホ モ ポ リ マ ー の 単 molecule condensation モ ン テ カ ル ロ · シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. そ し て, computing の results, ト ロ イ ド や ロ ッ ド etc. の constructs が from 発 に generated す る こ と を Ming ら か に し た. The theoretical calculation <e:1> result of <s:1> electronic 顕 micromirror によって観 is used to examine されるDNA molecule <s:1> condensates とよく against 応 て て る る る. エ ネ ル ギ ー を compare す る と ト ロ イ ド state の が low く, ロ ッ ド は quasi stable な state で ト ロ イ ド は thermodynamic stability state に 応 seaborne し て い る. こ の シ ョ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results か ら, DNA に limit ら ず, general に hard い ポ リ マ ー は times の よ う な nature を shown し て い る も の と be さ れ る. I). The polymer lock が stiff な と き, コ イ ル - グ ロ ビ ュ ー ル planning move は, various 々 の lock に つ い て, all - or - none の planning a phase shift と な る. (DNAに is limited to らず, very に is fixedly <s:1> locked であれば, and generally に is single-phase 転 shifted となる.) ii). There exists a する in the field of コ に -グロビュ 転 転 転 where に and a finite <s:1> coexisting <s:1>. <s:1> ため, polymer lock ア ア サ サ ブ ブ ア す す, slow 転 transfer を showing す. Be 験, the theory of analytic results の か ら have ら れ て き た, various 々 の isolated polymer lock の の all high order structure - or - none - は, solution に exist す る each の lock に つ い て phase の different な る status, す な わ ち, a kind of separating the の で あ る と み な す こ と が で き る. Lock the <s:1> phase 転, shift である once, である で, ゆらぎ the が phase relationship が, limited <s:1> value に, and leave まる. そ こ で, lock の サ イ ズ よ り も phase masato long が short く な っ た と き に は, 単 a lock に つ い て plural の グ ロ ビ ュ ー ル と コ イ ル が appear す る intramolecular phase separation phenomenon が お こ る こ と が to think さ れ る. Be international, high molecular weight (Mw ~ 220000) の PVP in aqueous solution, で は, 単 の T4DNA が molecules within の phase separation を shown す こ と が and examines 蛍 light 顕 micro mirror 観 に よ り confirm さ れ た.
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
吉川研一他: "Intrachain Setregation in Single Giant DNA Molecules Induced by Poly(2-vinylpyrrolidone)" J.Phys.Chem.Vol.100. 19702-19705 (1997)
Kenichi Yoshikawa 等人:“聚(2-乙烯基吡咯烷酮)诱导的单个巨型 DNA 分子的链内调整”J.Phys.Chem.Vol.19702-19705(1997)。
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- 影响因子:0
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吉川研一他: "Phase Discrete Transition and Phase Segregation in a Single Double-Stranded DNA Molecule" Phys.Rev.Lett.Vol.77. 2133-2136 (1996)
Kenichi Yoshikawa 等人:“单个双链 DNA 分子中的相离散转变和相分离”Phys.Rev.Lett.Vol.77 (1996)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
吉川研一他: "Large Discrete Transition in a Single DNA Molecule Appears Continuous in the Ensemble" Phys.Rev.Lett.Vol.76. 3029-3031 (1996)
Kenichi Yoshikawa 等人:“单个 DNA 分子中的大离散转变在整体中显得连续”Phys.Rev.Lett.Vol.76 (1996)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
吉川研一他: "Self Organized Nanostructure Constructed with a Single Polymer Chain" Chem.Phys.Lett.Vol.261. 527-533 (1996)
Kenichi Yoshikawa 等人:“用单聚合物链构建的自组织纳米结构”Chem.Phys.Lett.Vol.261 (1996)。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
吉川研一他: "Nucleation and Growth in Single DNA Molecules" J.Am.Chem.Soc.Vol.118. 929-930 (1996)
Kenichi Yoshikawa 等人:“单个 DNA 分子的成核和生长”J.Am.Chem.Soc.Vol.118(1996)。
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