脱氧核糖核酸变性和损伤的原子力显微镜液相观察

脱氧核糖核酸（DNA）的变性和损伤很大程度地阻碍DNA的复制和转录,所以研究DNA在生理环境下损伤和变性的机理能更好地研究其理化性质,并对基因治疗具有重要意义. 首先使用原子力显微镜（AFM）对气相和液相环境下DNA进行对比,发现液相环境中获得的DNA图像比在气相环境中的更清晰,并且液相中的DNA更柔韧、松弛. 其次研究在液相环境下二甲基亚砜（DMSO）、过氧亚硝酸盐（PN）对DNA形态的影响. 研究发现,随着DMSO浓度增加,DNA的变性程度增强,环状DNA分子由没有缠绕的结构扭转为重叠螺旋的结构. 同时随着PN浓度的增加,线状DNA从自然拉伸变为更加弯曲的状态,而且会断裂成较短的DNA片段. 最后使用模型图加以解释,DMSO和PN使DNA的结构发生变化,变得不稳定后发生损伤和变性.     

一价/二价阳离子浓度对蛋白质-核酸液液相分离的调控

蛋白质和核酸的液液相分离（liquid-liquid phase separation, LLPS）对无膜细胞器的形成起着重要作用. 在病理研究中,LLPS也可以导致蛋白质的异常聚集从而引起某些神经退行性疾病的发生. 因此研究蛋白质-核酸LLPS的有效调控,能够对理解生物结构功能以及相关疾病治疗提供一定的参考价值. 主要利用光学显微镜、动态光散射仪以及紫外分光光度计,研究一价/二价阳离子对多聚赖氨酸（poly-L-lysine, PLL）-脱氧核糖核酸（DNA）LLPS的调控,并对其机制进行分析. 试验中观察到PLL-DNA的LLPS会随着钠/钾离子浓度的升高而逐渐形成沉淀,从出现沉淀到沉淀最多时,钠/钾离子浓度大约为100 mmol/L到 600 mmol/L. 在钠离子浓度高于600 mmol/L时聚合物沉淀开始溶解,再次有LLPS发生. 然而镁/钙离子对于PLL-DNA的聚合物的调控表现出更高的效率,形成沉淀的镁/钙离子临界浓度为50 mmol/L,重新发生LLPS的浓度大约为300 mmol/L. 通过对该溶液的吸光度进行分析,得到的结论与显微镜观察一致,并且该溶液的电泳迁移率随着一价/二价阳离子浓度的升高出现了逆转现象,即电泳值由负变正,说明一价/二价阳离子对蛋白质-核酸LLPS的调控与电荷变化有关,二价阳离子对其调控效率高于一价阳离子. 最后,绘制了一种聚合物的结构模型,并为这一相分离过程提供合理的解释.