新模型在分子尺度上预测DNA运动的灵活性

在物理学和化学中，介观尺度是指可以研究材料或现象性质的长度尺度，而无需讨论单个原子的行为。在介观模型中，原子尺度与连续尺度合并，因此它们很难发展。

Maths4Life学生Kim López-Güell与Federica Battistini博士在巴塞罗那IRB分子建模和生物信息学实验室的Modesto Orozco博士的监督下开发了一种新的DNA灵活性模型。使用低成本的计算机程序，开发的模型考虑了四聚体水平的相关性和多模态，提供了前所未有的质量结果。

该模型的特点是在计算水平上具有精度和效率，因此使其成为探索长DNA片段动力学的替代方法，并开辟了接近染色质尺度的可能性。

“这项工作是DNA介观模拟的一个里程碑。它提供了对DNA运动相关性的系统而全面的研究以及捕获它们的新方法，“IRB巴塞罗那的博士后研究员Battistini博士说。

这项工作与“BioExcel”计算生物分子研究卓越中心合作进行，在碱基对分辨率水平上提供了对测序依赖性DNA的更好理解。几十年来，人们已经使用了各种方法和简化来研究这一主题，但未能实现多模式模型。所开发的方法允许对原子级分子模拟和实验测量进行高精度的局部和全局描述。

以DNA运动为轴

分子动力学是一种计算技术，可以模拟DNA的运动，其二聚体，三聚体或四聚体折叠，甚至其与蛋白质和药物的相互作用。这项技术使科学家能够研究在皮秒到分钟的时间尺度上发生的过程，这些过程适用于各种大小的分子系统，因此对于研究细胞功能和疾病机制至关重要。

这项研究阐明了DNA运动如何使用一种计算成本低的方法工作，该方法可以预测长DNA链的灵活性和构象，这可以扩展到RNA双链和潜在的长聚合物。预计这种新模型将使从事核酸模拟工作的科学界受益。