理论室第10期学术报告--DNA链替换微观反应机制研究

中国科学技术大学肖石燕-2021年12月3日(星期五)下午13:30

发布时间:2021-11-30 | 【打印】 【关闭】

报告题目:DNA链替换微观反应机制研究

报 告 人:肖石燕 副教授,中国科学技术大学

报告时间:2021年12月3日(星期五)下午13:30

报告地点:南楼4层会议室

邀 请 人:施兴华 研究员

报告摘要:

  碱基之间精准的互补配对特性、可修饰性和序列可设计性,使DNA成为复杂纳米器件设计和构造的优异组装基元。DNA恒温自组装的基础是toehold 调控的链替换反应,toehold协助的链替换反应使人们能够在恒温条件下构建DNA分子机器和复杂DNA反应网络, 从而实现特定的计算功能。

  DNA链替换反应的速率调控是DNA分子线路和可控组装的难点和关键,因此,其微观反应机制和速率调控机制受到了人们的长期关注。我们采用理论结合实验,发展了一种反应快,效率高,泄漏低的组合底物策略。采用Energy landscape方法,研究了短链DNA分子的杂交过程。发现DNA从单链结合,到杂交完成,需要经历多个能垒和中间态,证明了DNA的杂交反应是偏离”all-or-nothing”两态反应假设的。在这个基础上,我们进一步讨论了DNA链替换反应的微观物理机制,详细阐述了DNA链替换反应的动力学过程,发现了链替换反应路径与理想IEL模型之间的显著差异,并证明了构像熵对反应Energy Landscape有显著的影响。研究结果加深了对DNA链替换反应物理过程和DNA生物功能的理解,能为其在DNA纳米技术和DNA纳米探针的应用提供理论指导。

报告人简介:

  肖石燕于2012年获博士学位,现任教于中国科学技术大学高分子科学与工程系。其主要研究工作是采用理论模拟与实验研究相结合,研究DNA的基本物理性质和DNA链替换反应机制,并应用于DNA反应线路构建。此外,其研究领域还包括抗菌高分子设计和抗菌机制、纳米粒子与生物膜相互作用机制等方向,已在PNAS,J. Am. Chem. Soc.等杂志上发表论文40余篇。

  欢迎各位老师同学参加交流讨论!

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