巴塞尔大学的物理学家开发了一种新方法，可以在极低的温度下检测DNA分子在表面的弹性和结合特性。通过低温力谱和计算机模拟的结合，他们可以证明DNA分子的行为像一个小的螺旋弹簧链。研究人员在《自然通讯》上报道了他们的发现。
脱氧核糖核酸不仅是一个受欢迎的研究课题，因为它包含了生命的蓝图——它还可以用于生产技术应用的微小组件。在这个被称为DNA折纸的过程中，科学家可以操纵遗传物质，折叠DNA链，产生微小的二维和三维结构。这些可以用作例如药物容器、传导管和高灵敏度传感器。
低温测量
为了形成所需的形状，熟悉所用DNA成分的结构、弹性和结合力是很重要的。这些物理参数无法在室温下测量，因为分子总是在运动。
低温下也是如此：瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理系的Ernst Meyer教授领导的团队，现在首次使用低温力显微镜来表征DNA分子，并检查其结合力和弹性。
一个个分开。
科学家们只在金的表面放置了几条含有20个胞嘧啶核苷酸的纳米长的DNA链。在5开尔文的温度下，然后用原子力显微镜的尖端拉起DNA链的一端。在这个过程中，钢绞线的各个组成部分一点一点地从表面释放出来。这使得物理学家能够记录它们的弹性和从金表面分离DNA分子所需的力。
“DNA片段分离的时间越长，DNA片段就越柔软，越有弹性，”第一作者雷米帕夫拉克博士解释说。这是因为脱氧核糖核酸的每个组成部分的行为就像多个相互连接的螺旋弹簧链。测量的结果是，研究人员可以确定每个脱氧核糖核酸成分的弹簧常数。
计算机模拟阐明了DNA从表面的不连续分离。这是由于胞嘧啶碱基与金表面的DNA骨架之间的键断裂以及它们在金表面的突然移动。理论弹性值与实验密切相关，证实了串联布置的弹簧模型。
快照提供了洞察力。
证明低温力谱非常适合于检测低温下DNA链的力、弹性和结合特性。
迈耶解释说：“像低温电子显微镜一样，我们使用低温力谱来拍摄快照，这使我们能够对DNA的特征有深刻的理解。"未来，我们还可以使用扫描探针显微镜图像来确定核苷酸序列."
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