DNA与聚合物胶束之间的组装来模拟染色体的形成过程

摘要

自组装是大自然构筑生命体的基本方式.例如,在染色体形成过程中,双链DNA与组氨酸八聚体精确作用,形成复杂且高度规整的串珠状(beads-on-a-string)结构.组氨酸八聚体在"串珠"中经预组装后,进一步组装形成更为高级的结构.染色体被称为上帝的语言,是生命信息的载体.另一方面,染色体的形成为程序化组装提供了杰出的范例.计算机模拟表明,串珠状结构是DNA与表面带正电小球作用所能得到的能量最优结构.但实验上,这种复杂的作用体系都是会陷落在大量不规则的能量局部优化结构中.利用DNA和核壳胶束的组装，通过控制DNA与胶束之间的相互作用，成功获得了串珠状结构;并发现不同的“串珠”可同步演化，形成更短的“串珠”;进一步地，“串珠”上的胶束融合，形成螺线管状纳米线，整个过程高度有序。这是一个由热力学控制的程序化组装过程。