Static and dynamic properties of DNA-based polymer structures under constraints and confinement
基于 DNA 的聚合物结构在约束和约束下的静态和动态特性
基本信息
- 批准号:58098735
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Units
- 财政年份:2007
- 资助国家:德国
- 起止时间:2006-12-31 至 2014-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The proposed project is a follow-up application for the second funding period of the Forschergruppe merging the main scientific activities of the currently running projects P1 and P2 into a joint project. The main objective of the joint project P2 is to explore the static and dynamic behaviour of complex, DNA-based polymer structures in liquid environment under simultaneous application of constraints and confinement.We will apply advanced optical methods in combination with force-sensitive (Seidel) techniques to study the local fluctuations of single molecules in one-dimensional confining geometries. We explore properties like internal friction in supercoiled molecules, while changing the degree of confinement systematically. The investigations in confined geometries will be carried out under both, equilibrium conditions, without applying external forces, and application of force fields like hydrodynamic drag and electrical fields. As polymers we will use linear, double-stranded DNA, plasmids and artificially designed DNA assemblies such as branched DNA structures. Implementing local optical probes (fluorescent dyes and/or quantum dots) in a site-specific manner into the molecular structures under investigation, will allow us to study the influence of such particular properties of the polymer like flexural rigidity and morphology on the statistical mechanical behaviour of the complex DNA structures in confined geometries. In particular, by controlling the degree of supercoiling of plasmids, we aim to investigate the direct relationship between topology, rigidity and morphology of the molecule in confinement. The planned studies are of importance from the physics as well as from the engineering perspective, because cognition of the Brownian dynamics of both constrained and confined molecules is also critical for the device design, potentially leading to new applications in nanoconfinement and singlemolecule detection. Here we will concentrate on restriction enzyme mapping and melting of single DNA molecules in nanochannels.
拟议的项目是Forschergruppe第二融资期的后续申请,将当前正在运行的项目P1和P2的主要科学活动合并到一个联合项目中。联合项目P2的主要目的是在同时应用约束和限制下探索复杂的,基于DNA的聚合物结构在液体环境中的静态和动态行为。我们将应用高级光学方法,结合使用力敏感(SEIDEL)技术,以研究单分子在单层地球上的单分子的局部波动。我们探索了超螺旋分子中的内部摩擦之类的特性,同时系统地改变了限制程度。在两个平衡条件下,不使用外力的情况下,将在狭窄的几何形状上进行研究,并应用了水动力阻力和电场等力场。作为聚合物,我们将使用线性,双链DNA,质粒和人工设计的DNA组件,例如分支DNA结构。以位点特异性的方式将局部光学探针(荧光染料和/或量子点)实施到所研究的分子结构中,将使我们能够研究聚合物的这种特定特性(例如弯曲刚度刚度和形态)对固定几何形状中复杂DNA结构的统计机械行为(例如弯曲刚度)的影响。特别是,通过控制质粒的超涂层程度,我们旨在调查分子中分子的拓扑,刚性和形态之间的直接关系。从物理学和工程学的角度来看,计划的研究至关重要,因为对受约束和受约束分子的布朗动力学的认知对于设备设计也至关重要,这可能导致纳米芬和单骨分子检测的新应用。在这里,我们将集中于纳米通道中单个DNA分子的限制酶映射和熔化。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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