Theoretical Aspects of DNA Supercoiling

DNA 超螺旋的理论方面

基本信息

  • 批准号:
    6472960
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.52万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    1985
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1985-08-01 至 2006-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The research combines computer simulation (energy optimization and normal mode analysis at the level of neighboring base pairs) with new developments in the theory of elastic rods to examine the configurations and properties of supercoiled DNA, a topologically constrained form of the double helix subject to higher-order folding and compensatory strand twisting. Sequence-dependent features of the long, threadlike polymer are incorporated in the theory of elastic rods and treated by numerical simulations. By combining analytical studies with computer simulations, we obtain complementary information and have a series of built-in checks and balances for assessing the significance of our findings. The computational results stimulate new theoretical developments, which in turn can be used to assess the validity of the calculations. The effects of the polyelectrolyte backbone and local chemical environment are treated implicitly with knowledge-based potentials extracted from high resolution structures of double helical DNA and, in representative cases, with explicit treatment of electrostatic forces. Our immediate goal is to describe chain configuration and properties in terms of realistic molecular models. The proposed studies may clarify the role of primary chemical features (base sequence, sugar-phosphate backbone) and ligand binding (proteins, drugs) on the overall folding of the double helix. We aim to develop an accurate and comprehensive model of the configurational properties of the DNA loops tethered to the Lac repressor-operator assembly with the possibility of learning new details about the role of DNA structure in the regulation of transcription. A second goal is to uncover structural details of supercoil-induced transitions of DNA, such as the helical unwinding implicated in biological processes. Among the scientific issues to be addressed are: (1) the role of sequence-dependent local structure and specific protein conformation on the global features of supercoiled chains; (2) the role of sequence and ligand binding on large-scale configurational transitions of spatially constrained DNA; (3) the competing effects of multiple proteins on the shape and deformability of the supercoiled duplex; (4) the interplay of local and global structure in supercoiling dynamics; (5) the effect of ionic conditions on loop configuration.
描述(申请人提供):该研究结合了计算机模拟 (相邻基地层面的能量优化和简正波分析 对),与弹性杆理论的新发展,以检查 拓扑受限的超螺旋DNA的构型和性质 受高阶折叠和补偿的双螺旋形式 股线缠绕。长的线状聚合物的序列相关特性 被结合到弹性杆理论中,并用数值方法处理 模拟。通过将分析研究与计算机模拟相结合,我们 获取补充信息,并有一系列内置检查和 用于评估我们发现的重要性的余额。计算性的 结果刺激了新的理论发展,这反过来可以用来 评估计算的有效性。聚电解质的作用 主干和局部化学环境被隐含地处理 从双分子的高分辨结构中提取基于知识的势 螺旋DNA,在有代表性的病例中,明确治疗 静电力。我们的直接目标是描述链结构和 在真实的分子模型方面的性质。拟议的研究可能 阐明主要化学特征(碱基序列、糖-磷酸)的作用 主干)和配基结合(蛋白质,药物)上的整体折叠 双螺旋。我们的目标是开发一个准确和全面的模型 与紫胶连接的DNA环的构型特性 抑制器-运算器程序集,可以了解有关 DNA结构在转录调控中的作用。第二个目标是 为了揭示超级线圈诱导的DNA转变的结构细节,例如 与生物过程有关的螺旋解旋。在科学界 需要解决的问题是:(1)序列依赖的局部结构的作用 和超螺旋链全局特征上的特定蛋白质构象; (2)序列和配体结合在大规模构型中的作用 空间受限DNA的跃迁;(3)多个 蛋白质对超螺旋双链的形状和变形能力的影响;(4) 局部和全局结构在超卷动力学中的相互作用;(5) 离子条件对环构型的影响。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)

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Biophysical reviews Special issue call: The 21st IUPAB Congress 2024 Kyoto Japan.
生物物理学评论特刊征集:2024 年日本京都第 21 届 IUPAB 大会。
  • DOI:
    10.1007/s12551-024-01181-x
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wilma K Olson;Damien Hall
  • 通讯作者:
    Damien Hall

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Theoretical Aspects of DNA Supercoiling
DNA 超螺旋的理论方面
  • 批准号:
    7932644
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
In-depth Biology Foundations:Quantitative Scientists (RMI)
深入的生物学基础:定量科学家(RMI)
  • 批准号:
    7267780
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 22.52万
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    6951146
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
In-depth Biology Foundations:Quantitative Scientists (RMI)
深入的生物学基础:定量科学家(RMI)
  • 批准号:
    7484199
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
In-depth Biology Foundations for Quantitative Scientists
定量科学家的深入生物学基础
  • 批准号:
    7110179
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    2004
  • 资助金额:
    $ 22.52万
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深入的生物学基础:定量科学家(RMI)
  • 批准号:
    6863040
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
MOLECULAR BIOPHYSICS
分子生物物理学
  • 批准号:
    3538471
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
TRAINING GRANT IN MOLECULAR BIOPHYSICS
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  • 批准号:
    6150871
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    1989
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RUTGERS UNIVERSITY TRAINING GRANT IN MOLECULAR BIOPHYSIC
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  • 批准号:
    2167918
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
TRAINING GRANT IN MOLECULAR BIOPHYSICS
分子生物物理学培训补助金
  • 批准号:
    6351048
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    1989
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    $ 22.52万
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相似海外基金

Targeting pathogenic TAR DNA-binding protein 43 to treat frontotemporal dementia and motor neuron disease
靶向致病性 TAR DNA 结合蛋白 43 治疗额颞叶痴呆和运动神经元疾病
  • 批准号:
    nhmrc : 2001572
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Ideas Grants
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  • 批准号:
    18K06102
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Functional analysis of methylated DNA-binding protein CIBZ in mouse embryogenesis
甲基化DNA结合蛋白CIBZ在小鼠胚胎发生中的功能分析
  • 批准号:
    16K08587
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Continuous directed evolution of a light-controlled DNA-binding protein
光控DNA结合蛋白的连续定向进化
  • 批准号:
    437922-2013
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
Function and evolution of mitochondrial DNA-binding protein in the fission yeast
裂殖酵母线粒体DNA结合蛋白的功能和进化
  • 批准号:
    15K07168
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of a photo-controlled DNA-binding protein
光控 DNA 结合蛋白的开发
  • 批准号:
    459937-2014
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Functional analysis of the single-stranded DNA-binding protein FUBP1 as a transcriptional regulator of hematopoietic stem cell self-renewal
单链DNA结合蛋白FUBP1作为造血干细胞自我更新转录调节因子的功能分析
  • 批准号:
    276833671
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Research Grants
Continuous directed evolution of a light-controlled DNA-binding protein
光控DNA结合蛋白的连续定向进化
  • 批准号:
    437922-2013
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
Structural ans functional analysis of single-stranded DNA-binding protein DdrA
单链 DNA 结合蛋白 DdrA 的结构和功能分析
  • 批准号:
    26506030
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of a photo-controlled DNA-binding protein
光控 DNA 结合蛋白的开发
  • 批准号:
    459937-2014
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 22.52万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
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