科学家利用统计力学来理解DNA折叠

亚洲作者 / 世界之声 / 2025-03-03 09:51
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      人类DNA分子长度超过2米,利用复杂的折叠模式融入细胞,同时局部展开表达基因。然而,这种现象很难在实验中测量,而

  

  

  人类DNA分子长度超过2米,利用复杂的折叠模式融入细胞,同时局部展开表达基因。然而,这种现象很难在实验中测量,而且解释它们的理论框架仍然彼此不一致。

  意大利、日本和波兰的研究人员试图找到一种统一的理论来解释DNA在表达基因时是如何改变形状的。科学家们在AIP出版的《生物物理学评论》上发表了他们的研究成果,他们使用一种称为统计力学的方法来探索所谓的基因调控表达波现象。

  该小组希望能够弥合与该主题最相关的两个科学领域之间长期存在的鸿沟。

  以生物学为基础的理论通常以被称为转录因子的调节蛋白为中心,它以生物化学的方式指挥一系列基因一起表达。相比之下,许多物理学家关注的是表达波,即基因组中表达水平的有节奏变化,这是由DNA分子本身的松弛和浓缩所驱动的。

  朱利安尼说:“这有点像足球和其他体育赛事中常见的所谓‘hola’,观众同时站起来,掀起一股‘浪潮’,传遍整个体育场。”

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  随着时间的推移,与单独的DNA测序相比,在种系基因检测中加入RNA测序能否提高准确性和临床敏感性?

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  为了找到问题的核心,研究小组将重点放在乳腺癌中发现的一种特定类型的细胞上,这种细胞对刺激的反应一直是相同的。

  他们使用统计力学来理解DNA分子是如何折叠的,通过评估大量微观参与者在集合特性方面的集体行为,这与经典的自上而下的观点不同,比如牛顿定律。

  最终,研究人员倾向于表达波,承认虽然转录因子起着至关重要的作用,但它们是DNA形状变化的次要因素。

  为了统一这两种观点,作者使用生物学和物理学的共同概念来提出他们的结论,将数学的使用限制在直观的方法上,如递归量化分析和主成分分析的经典统计方法。

  接下来,他们希望运用同样的方法,根据特定栖息地的物种组成来确定生态临界点。

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