序列依赖的DNA结构在诸如DNA复制、转录、转译、蛋白质专一识别、核小体中DNA装配等许多生物学问题中起重要作用,DNA动力学结构研究愈来愈受到人们的重视。约18种人类遗传疾病与DNA重复序列包括(CTG)n、(CGG)n、(CCTG)n和(ATTCT)n等的扩增有关,从实验上直接测定并系统地分析核苷酸重复序列的柔性对研究其动力学结构特性进而探讨这类遗传疾病的分子机理有明显的生物学意义。本项目研究
研究序列依赖的DNA结构始于20世纪80年代,已经建立了三类依赖序列的DNA弯曲静态模型和若干动力学模型。这些工作中,静态结构参数预测模型都是二联体模型,预测精度不高。动力学模型只是非常初步的工作,从理论角度讲并未形成严密的体系。我们使用统计物理方法,建立了基于四核苷酸的DNA构象动力学模型,建立了研究序列依赖的DNA动力学结构严密理论体系,编制了一系列计算软件。项目给出了描述DNA静态弯曲和动力学柔性的更为合理的物理量。不仅从理论角度看更加合理,而且便于用原子力显微镜(AFM)进行直接测量。我们建立了一套可行的克隆长片断重复序列的策略和技术。待插入重复序列是一任意长度的具有一个G/C悬端的重复序列片段,这样做的原因是经过多次实验发现具有单碱基G/C悬端的重复序列片段与A/T或两碱基悬端的重复序列相比有更好的结构稳定性,更易插入载体。为了得到更长的重复序列,我们采用二次重连技术,并成功获得长度达800bp的核苷酸重复序列,表明我们采用的实验方法确实可行。用电泳和AFM技术测定重复序列及相关序列的弯曲度及柔性,初步工作表明实验结果和理论计算有较好的一致性。