華盛頓，2021 年 9 月 21 日——人類 DNA 分子長度超過 2 米，使用復雜的折疊模式適應細胞，同時局部展開以表達基因。然而，這些現(xiàn)象在實驗中很難測量，解釋它們的理論框架仍然相互矛盾。
、和波蘭的研究人員試圖為 DNA 在表達基因時如何改變形狀提供統(tǒng)一理論。科學家們在 AIP Publishing 出版的 Biophysics Reviews 上展示了他們的工作，他們使用一種稱為統(tǒng)計力學的方法來探索所謂的基因調控表達波現(xiàn)象。
該小組希望調和與該主題最相關的兩個科學領域之間長期存在的鴻溝。
共同作者亞歷山德羅·朱利安尼 (Alessandro Giuliani) 說：“許多處于物理學和生物學交叉路口的學者現(xiàn)在正在研究可能是生物學中最關鍵的難題。”“從受精卵的相同遺傳背景開始，怎么可能出現(xiàn)大約 400 種高度分化的細胞類型，每種類型都具有特定的生理作用?”
基于生物學的理論通常以稱為轉錄因子的調節(jié)蛋白為中心，這些蛋白通過生化方式指揮要一起表達的基因交響曲。相比之下，許多物理學家專注于表達波，即由 DNA 分子本身的松弛和凝聚驅動的基因組表達水平的有節(jié)奏變化。
朱利安尼說：“這有點像足球和其他體育賽事中常見的所謂的hola，觀眾同時站起來，在整個體育場內(nèi)產(chǎn)生‘波浪’。”
為了解決這個問題的核心，該小組專注于在乳腺癌中發(fā)現(xiàn)的一種特定類型的細胞，該細胞具有持續(xù)以相同方式刺激的記錄。
他們使用統(tǒng)計力學通過評估大量微觀參與者在整體屬性方面的集體行為來理解 DNA 分子如何折疊，這與經(jīng)典的自上而下的觀點不同，如牛頓定律。
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