许多病毒通过病毒壳中的纳米通道弹出,这是由高密度基因组堆积产生的内力驱动的。DNA出口的速度受限制分子迁移率的摩擦力控制,但这种摩擦的性质尚不清楚。我们引入了一种方法,通过用光学镊子测量噬菌体Phi29衣壳的DNA出口来探测紧密限制的DNA的迁移率。我们测量了极低的初始退出速度,速度指数增加的制度,主导动力学的随机暂停和较大的动态异质性。使用可变的力量测量提供了证据,表明初始速度由DNA-DNA滑动摩擦控制,这与纳米级摩擦的Frenkel-Kontorova模型一致。我们证实了理论模型预测的弹出动力学的几个方面。暂停的特征表明它与软性系统中“堵塞”的现象相连。我们的结果提供了证据表明DNA-DNA摩擦和堵塞控制DNA出口动力学,但这种摩擦并没有显着影响DNA包装。
机械能力转化为生化信号的机械转导,对于人类的发育和生理学至关重要。在从整个身体,器官,组织,细胞器到分子的各个级别上都可以观察到。失调会导致各种疾病,例如肌肉营养不良,高血压诱导的血管和心脏肥大,骨修复改变和细胞死亡。由于机械转运发生在纳米级,因此纳米级和应用纳米技术对于研究分子机制和机械转导途径的强大。原子力显微镜,磁性和光学镊子通常用于单分子水平的力测量和操作。力也用于通过特定类型的纳米材料进行组织工程的特定类型来控制细胞。机械转导研究将变得越来越重要,因为纳米医学领域的子学科将变得越来越重要。在这里,我们在机械转导过程中使用力测量和细胞水平的力测量和操纵来回顾纳米技术方法,这在纳米医学的发展中越来越重要。
前瞻性单臂研究。癌症科学。2020; 111:2488-2498。4。 Mondoni M,Sotgiu G,Bonifazi M,Dore S,Parazzini EM,Carlucci P等。肺肺病变中的经支流针吸入:系统的综述和荟萃分析。EUR RESSIR J.2016; 48:196-204。 5。 Matsumoto Y,Nakai T,Tanaka M,Imabayashi T,Tsuchida T,Ohe Y. 添加到常规抽样方法中的冷冻生物剖析的诊断结果和安全性:一项观察性研究。 胸部。 2021; 160:1890-1901。 6。 Tanaka M,Matsumoto Y,Imabayashi T,Kawahara T,TsuchidaT。新的冷冻螺旋桨对肺部肺部病变的诊断值:一项前瞻性研究。 BMC Pulm Med。 2022; 22:226。 7。 Ishiwata T,Inage T,Gregor A,Motooka Y,Chan HHL,Bernards N等。 临床前评估薄凸探针支撑超声引导的经支气管针的肺内病变。 翻译肺癌。 2022; 11:1292-1301。 8。 Crombag LMM,Dooms C,Stigt JA,Tournoy KG,Schuurbiers OCJ,Ninaber MK等。 肺癌的系统和联合内膜学分期(得分研究)。 EUR RESSIR J. 2019; 53:1800800。 9。 Konno-Yamamoto A,Matsumoto Y,Imabayashi T,Tanaka M,Uchimura K,Nakagomi T等。 修饰的内向支架超声引导的鼻内镊子活检的可行性:回顾性分析。 呼吸。 2023; 102:143-153。 10。 Fan Y,Zhang AM,Wu XL,Huang ZS,Kontogianni K,Sun K等。 柳叶刀呼吸医学。2016; 48:196-204。5。 Matsumoto Y,Nakai T,Tanaka M,Imabayashi T,Tsuchida T,Ohe Y. 添加到常规抽样方法中的冷冻生物剖析的诊断结果和安全性:一项观察性研究。 胸部。 2021; 160:1890-1901。 6。 Tanaka M,Matsumoto Y,Imabayashi T,Kawahara T,TsuchidaT。新的冷冻螺旋桨对肺部肺部病变的诊断值:一项前瞻性研究。 BMC Pulm Med。 2022; 22:226。 7。 Ishiwata T,Inage T,Gregor A,Motooka Y,Chan HHL,Bernards N等。 临床前评估薄凸探针支撑超声引导的经支气管针的肺内病变。 翻译肺癌。 2022; 11:1292-1301。 8。 Crombag LMM,Dooms C,Stigt JA,Tournoy KG,Schuurbiers OCJ,Ninaber MK等。 肺癌的系统和联合内膜学分期(得分研究)。 EUR RESSIR J. 2019; 53:1800800。 9。 Konno-Yamamoto A,Matsumoto Y,Imabayashi T,Tanaka M,Uchimura K,Nakagomi T等。 修饰的内向支架超声引导的鼻内镊子活检的可行性:回顾性分析。 呼吸。 2023; 102:143-153。 10。 Fan Y,Zhang AM,Wu XL,Huang ZS,Kontogianni K,Sun K等。 柳叶刀呼吸医学。5。 Matsumoto Y,Nakai T,Tanaka M,Imabayashi T,Tsuchida T,Ohe Y.添加到常规抽样方法中的冷冻生物剖析的诊断结果和安全性:一项观察性研究。胸部。2021; 160:1890-1901。6。 Tanaka M,Matsumoto Y,Imabayashi T,Kawahara T,TsuchidaT。新的冷冻螺旋桨对肺部肺部病变的诊断值:一项前瞻性研究。BMC Pulm Med。 2022; 22:226。 7。 Ishiwata T,Inage T,Gregor A,Motooka Y,Chan HHL,Bernards N等。 临床前评估薄凸探针支撑超声引导的经支气管针的肺内病变。 翻译肺癌。 2022; 11:1292-1301。 8。 Crombag LMM,Dooms C,Stigt JA,Tournoy KG,Schuurbiers OCJ,Ninaber MK等。 肺癌的系统和联合内膜学分期(得分研究)。 EUR RESSIR J. 2019; 53:1800800。 9。 Konno-Yamamoto A,Matsumoto Y,Imabayashi T,Tanaka M,Uchimura K,Nakagomi T等。 修饰的内向支架超声引导的鼻内镊子活检的可行性:回顾性分析。 呼吸。 2023; 102:143-153。 10。 Fan Y,Zhang AM,Wu XL,Huang ZS,Kontogianni K,Sun K等。 柳叶刀呼吸医学。BMC Pulm Med。2022; 22:226。7。 Ishiwata T,Inage T,Gregor A,Motooka Y,Chan HHL,Bernards N等。临床前评估薄凸探针支撑超声引导的经支气管针的肺内病变。翻译肺癌。2022; 11:1292-1301。8。 Crombag LMM,Dooms C,Stigt JA,Tournoy KG,Schuurbiers OCJ,Ninaber MK等。肺癌的系统和联合内膜学分期(得分研究)。EUR RESSIR J.2019; 53:1800800。 9。 Konno-Yamamoto A,Matsumoto Y,Imabayashi T,Tanaka M,Uchimura K,Nakagomi T等。 修饰的内向支架超声引导的鼻内镊子活检的可行性:回顾性分析。 呼吸。 2023; 102:143-153。 10。 Fan Y,Zhang AM,Wu XL,Huang ZS,Kontogianni K,Sun K等。 柳叶刀呼吸医学。2019; 53:1800800。9。 Konno-Yamamoto A,Matsumoto Y,Imabayashi T,Tanaka M,Uchimura K,Nakagomi T等。修饰的内向支架超声引导的鼻内镊子活检的可行性:回顾性分析。呼吸。2023; 102:143-153。10。 Fan Y,Zhang AM,Wu XL,Huang ZS,Kontogianni K,Sun K等。柳叶刀呼吸医学。经支气管针抽吸与纵隔疾病诊断中的冷冻生物剖析结合在一起:多中心,开放标签的随机试验。2023; 11:256-264。
我们报告了实现大规模量子加工体系结构的实现,该体系结构超过了1000个原子码头的层。通过铺平多个微烯类生成的镊子阵列,每个阵列由独立的激光源操作,我们可以消除可分配量子数量的激光功率限制。已经有两个单独的数组,我们实现了合并的2D配置,平均数为1167(46)单原子量子系统。以高效率实现两个阵列之间的原子的传递。因此,用二次阵列的原子指定为量子处理单元的一个阵列显着增加了量子数的数量和初始填充分数。这种大幅度扩大了可达到的量子簇的大小和成功概率,使我们能够证明无缺陷组装的簇组装高达441吨的簇,并在几十个检测周期内持续稳定,并在近乎统一的填充下持续稳定。提出的方法通过促进高度可扩展的量子寄存器的可构型几何形状来证实中性原子量子信息科学科学,并立即应用于Rydberg-State介导的量子模拟,易受断层通用量子计算,量子传感和量子元学。
真核生物携带三种类型的结构性维持(SMC)蛋白复合物,冷凝蛋白,粘着素和SMC5/6,它们是ATP依赖性运动蛋白,通过DNA环挤出重塑基因组。SMCS调制DNA超螺旋,但仍未完全了解如何实现这一目标。在这里,我们提出了一个单分子磁性镊子测定法,该测定法直接测量每个回路 - 分解步骤中单个SMC诱导的扭曲程度。我们证明,所有三个SMC复合物都将相同的较大的负扭曲(即,链接数变化δk k k k占-0.6在每个回路 - 排除步骤中)中的挤压循环,与步长大小无关。使用ATP-Hydrolsyssys突变体和不可用的ATP类似物,我们发现ATP结合是ATPase循环期间的扭曲诱导事件,它与产生力的环路 - 分解步骤相吻合。所有三种真核SMC蛋白诱导相同数量的扭曲表明这些SMC复合物中常见的DNA环境解开机制这一事实。
在DNA模板上制备的银纳米线的最新研究集中在两个基本应用上:纳米级电路和传感器。尽管具有广泛的潜力,但尚不清楚DNA-纳米线的形成动力学。在这里,我们提出了一个实验证明,表明在单分子水平下通过化学还原在单分子水平下直径为2.2+0.4 nm的银纳米线形成。我们使用光学镊子与微富集化学结合使用了AG⁺-DNA复合物和Ag-DNA复合物的形成期间的平衡和扰动动力学实验,以测量力光谱和Ag-DNA复合物。添加Agno 3导致2分钟内的力增加5.5-7.5 pn,表明Ag +紧凑了DNA结构。相比之下,添加氢验导致力减少4-5 pn。形态表征证实了由银原子形成的致密结构,桥接了DNA链,并在金属化之前和之后揭示了构象差异。我们使用粗粒的双链DNA(DSDNA)模型将实验数据与Brownian动力学模拟进行了比较,该模型提供了对力对持久长度的依赖性的见解。
•Jacobs,Ruth Q.等,RNA聚合酶I,II和III的转录伸长机制及其治疗意义,《生物化学杂志》,(2024),第300卷,第300卷,第3、105737页,doi:10.1016/j.jbc.2016/j.jbc.20224.1057373737•ma j,n.ma j,mai n n fri n n n n n n n n n n w n n n n n n n w n n w y n n n n n n w y n n w n n n w n friiion。科学。2013年6月28日; 340(6140):1580-3。 https://doi.org/10.1126/science.1235441•Dulin,D。,磁镊子简介。in:Heller,I.,Dulin,D.,Peterman,E.J。(EDS)单分子分析。分子生物学中的方法,第2694卷,(2024年),纽约州人类,纽约,纽约。https://doi.org/10.1007/978-1-0716-3377-9_18 11。 候选人的要求(Wymagania):https://doi.org/10.1007/978-1-0716-3377-9_18 11。候选人的要求(Wymagania):
扭转菌株下的抽象DNA经历了屈曲过渡,这是Plectoneme成核和超级旋转动力学的基本步骤,这对于处理基因组信息至关重要。尽管其重要性,但屈曲过渡的定量模型,尤其是解释了当前缺少单分子镊子揭示的RNA屈曲时间和DNA屈曲时间之间令人惊讶的两级差异。此外,关于屈曲过渡过程中DNA的配置知之甚少,因为它们不是直接观察到的实验。在这里,我们使用离散的蠕虫样链模型和布朗动力学来模拟DNA/RNA屈曲过渡。我们的模拟与屈曲过渡的实验确定的参数非常吻合。模拟表明,屈曲时间在很大和指数上取决于弯曲刚度,这是DNA和RNA之间测得的差异的一半以上。分析我们的模拟揭示的链的显微镜构象,我们发现了螺线管形过渡状态和卷曲中间体的明确证据。卷曲中间的具有单个环,并且在低力下越来越占人群。综上所述,模拟表明,类似蠕虫的链模型可以半定量地进行DNA和RNA的屈曲动力学。
模拟多体费米子系统的特性是材料科学、量子化学和粒子物理学领域一项突出的计算挑战。尽管基于量子比特的量子计算机可能比传统设备更有效地解决这一问题,但编码非局部费米子统计数据会引入所需资源的开销,从而限制其在近期架构中的适用性。在这项工作中,我们提出了一种费米子量子处理器,其中费米子模型在费米子寄存器中局部编码,并使用费米子门以硬件高效的方式进行模拟。我们特别考虑了可编程镊子阵列中的费米子原子,并开发了不同的协议来实现非局部门,从而在硬件级别保证费米统计数据。我们使用这个门集以及里德堡介导的相互作用门,为数字和变分量子模拟算法找到有效的电路分解,这里以分子能量估计为例进行说明。最后,我们考虑一种组合费米子量子比特架构,其中利用原子的运动自由度和内部自由度来有效地实现量子相位估计以及模拟格点规范理论动力学。
复制蛋白A(RPA)是单个链DNA(ssDNA)结合蛋白,可协调各种DNA代谢过程,包括DNA复制,修复和重组。RPA是一种异三聚体蛋白,具有六个功能性寡糖/寡核苷酸(OB)结构域和柔性接头。 灵活性使RPA能够采用多种配置,并被认为可以调节其功能。 在此,使用单分子共焦荧光显微镜与光学镊子和粗粒细粒的分子动力学模拟结合使用,我们研究了在张力下ssDNA上单个RPA分子的扩散迁移。 在3 pn张力和100 mM KCl时,扩散系数D是最高(20,000个核苷酸2 /s),当张力或盐浓度增加时,则显着降低。 我们将张力效应归因于段转移,这受到DNA拉伸和盐效应的阻碍,降低了RPA-SSDNA的结合位点大小和相互作用能量的增加。 我们的综合研究使我们能够估计通过通过RPA上多个结合位点在DNA上的遥远位点的短暂桥接发生的细胞分段转移事件的大小和频率。 有趣的是,RPA三聚芯的删除仍然允许大量的ssDNA结合,尽管降低的接触面积使RPA的移动性增加了15倍。 最后,我们表征了RPA拥挤对RPA迁移的影响。 这些发现揭示了如何重塑高亲和力RPA-SSDNA相互作用以产生访问,这是多个DNA代谢过程中的关键步骤。RPA是一种异三聚体蛋白,具有六个功能性寡糖/寡核苷酸(OB)结构域和柔性接头。灵活性使RPA能够采用多种配置,并被认为可以调节其功能。在此,使用单分子共焦荧光显微镜与光学镊子和粗粒细粒的分子动力学模拟结合使用,我们研究了在张力下ssDNA上单个RPA分子的扩散迁移。在3 pn张力和100 mM KCl时,扩散系数D是最高(20,000个核苷酸2 /s),当张力或盐浓度增加时,则显着降低。我们将张力效应归因于段转移,这受到DNA拉伸和盐效应的阻碍,降低了RPA-SSDNA的结合位点大小和相互作用能量的增加。我们的综合研究使我们能够估计通过通过RPA上多个结合位点在DNA上的遥远位点的短暂桥接发生的细胞分段转移事件的大小和频率。有趣的是,RPA三聚芯的删除仍然允许大量的ssDNA结合,尽管降低的接触面积使RPA的移动性增加了15倍。最后,我们表征了RPA拥挤对RPA迁移的影响。这些发现揭示了如何重塑高亲和力RPA-SSDNA相互作用以产生访问,这是多个DNA代谢过程中的关键步骤。