DNA损伤修复中的若干关键物理问题及单分子解决方案
结题报告
批准号:
11834018
项目类别:
重点项目
资助金额:
310.0 万元
负责人:
李明
学科分类:
软凝聚态与生物物理
结题年份:
2023
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
李明
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中文摘要
DNA双链断裂是细胞受到电离辐射等因素破坏后生物学上最严重的损伤,其修复机制复杂且与肿瘤发病和治疗相关,研究DNA修复是探索生命的一个重要方面,也是医学和肿瘤学等领域的重要课题。DNA修复涉及到一系列复杂的物理过程,需要用物理方法解决。本项目中我们综合应用各种尖端单分子技术包括单粒子冷冻电镜、单分子磁镊和单分子荧光等,在纳米层次研究DNA断裂修复中的分子动态结构和酶功能关系、化学能与机械能转换机理、机械力对酶催化功能的调控以及小系统的热力学等关键物理问题,探索参与该过程的各分子机器及其复合物的动力学原理,归纳优化纳米机器结构设计的原则与热力学规律,为相关的医学和肿瘤学研究提供科学依据,为人工纳米机器的研究和制作提供仿生学借鉴。
英文摘要
Double-strand breaks (DSBs), in which both strands in the double helix are severed, are particularly hazardous to the cell because they can lead to genome rearrangements. Homologous recombination (HR) is one of the main pathways of DSB repair, in which nucleotide sequences are exchanged between two similar or identical molecules of DNA. Many protein machines are involved in HR, including exonucleases, recombinases, helicases and polymerases, and so on. In this project, by combining sub-nanometer-resolution fluorescence resonant energy transfer, individual particle cryo-electron microscopy and molecular dynamic simulation, we study a few key physical problems raised in HR, e.g., dynamical structures, chemo-mechanical transformations, force regulations and thermodynamics of small systems. The project aims in developing a research paradigm that we term snapshots sorting and animation to investigate the dynamics of HR and unveil the molecular mechanisms of protein machines involved in HR. We will be able to measure the action of a protein machine driven by the energy of hydrolysis of a single ATP molecule. Knowledges gained from our study will also be very helpful to design of man-made molecular machines.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1093/nar/gkac529
发表时间:2022-07-08
期刊:NUCLEIC ACIDS RESEARCH
影响因子:14.9
作者:Li, Jinghua;Ma, Jianbing;Kumar, Vikash;Fu, Hang;Xu, Chunhua;Wang, Shuang;Jia, Qi;Fan, Qinkai;Xi, Xuguang;Li, Ming;Liu, Haiguang;Lu, Ying
通讯作者:Lu, Ying
Biaxial Strain-Mediated Room Temperature Ferromagnetism of ReS2 Web Buckles
ReS2 网状扣的双轴应变介导室温铁磁性
DOI:10.1002/aelm.201900814
发表时间:2019
期刊:Advanced Electronic Materials
影响因子:6.2
作者:Ren Hongtao;Xiang Gang;Lu Jiating;Zhang Xi;Zhang Lei
通讯作者:Zhang Lei
Detecting Single-Molecule Dynamics on Lipid Membranes with Quenchers-in-a-Liposome FRET
使用脂质体淬灭剂 FRET 检测脂膜上的单分子动力学
DOI:10.1002/anie.201813888
发表时间:2019
期刊:Angewandte Chemie International Edition
影响因子:--
作者:Ma Dong-Fei;Xu Chun-Hua;Hou Wen-Qing;Zhao Chun-Yu;Ma Jian-Bing;Huang Xing-Yuan;Jia Qi;Ma Lu;Diao Jiajie;Liu Cong;Li Ming;Lu Ying
通讯作者:Lu Ying
DOI:10.1126/science.aaw2843
发表时间:2019-07-05
期刊:SCIENCE
影响因子:56.9
作者:Liu, Bo-Yu;Liu, Fei;Shan, Zhi-Wei
通讯作者:Shan, Zhi-Wei
DOI:10.1021/acsnano.1c07424
发表时间:2022-02
期刊:ACS nano
影响因子:17.1
作者:Yimin Zhao;Quan Zhang;Yunzhang Li;L. Chen;Ruobing Yi;Bingquan Peng;Dexi Nie;Lihao Zhang;Guosheng Shi;Shengli Zhang;Lei Zhang
通讯作者:Yimin Zhao;Quan Zhang;Yunzhang Li;L. Chen;Ruobing Yi;Bingquan Peng;Dexi Nie;Lihao Zhang;Guosheng Shi;Shengli Zhang;Lei Zhang
生命分子机器的随机热力学和非平衡动力学
亚纳米单分子定位技术研究化学修饰对蛋白-膜相互作用的干预
  • 批准号:
    91753104
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    李明
  • 依托单位:
力对DNA解旋酶活性的影响、相关的分子机制及可能的调控机理研究
  • 批准号:
    11574382
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    李明
  • 依托单位:
用单分子操控结合荧光成像研究染色质的组装和动力学
  • 批准号:
    61275192
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    李明
  • 依托单位:
全内反射增强单分子磁镊装置
  • 批准号:
    10927402
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    180.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    李明
  • 依托单位:
用单分子磁镊研究几种典型分子马达的工作机理
  • 批准号:
    30870590
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    李明
  • 依托单位:
生物膜界面的若干材料物理问题
  • 批准号:
    10674158
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    李明
  • 依托单位:
国内基金
海外基金