中国科学院物理研究所
北京凝聚态物理国家研究中心
SM9组供稿
第27期
2020年04月17日
病毒DNA在受限空间中的多区域有序性
病毒,有着各种各样的形状和大小,既有极其微小的二十面体鼻病毒(如普通流感病毒),也有较大尺寸的砖型正痘病毒(如天花)。然而,DNA是以怎样的形态和方式堆积在病毒内部的,仍旧是一个具有争议的问题。最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的研究人员在《物理评论快报》上发表了一篇文章,通过理论分析和数值模拟,解答了这一病毒DNA的堆积问题。
文章的作者把DNA在病毒内的堆积问题简化为一根被限制在球壳内的弹性细丝。这一模型中存在着三种互相竞争的作用:第一,细丝的弹性作用,使细丝倾向于保持直线;第二,体积排除作用,避免了细丝与自身发生重叠;第三,球壳对细丝的限制作用,与前两种作用相竞争。作者们发现,如此简单的模型却产生出惊人的复杂行为。当细丝的密度很高时,它在球壳内的最优结构是一种复杂排布的、可以被区分成多个区域的有序交织环(如图所示),而不是早前工作中提出的单个“甜甜圈”型结构。
该工作以‘’Spontaneous Domain Formation in Spherically-Confined Elastic Filaments‘’为题,发表在《物理评论快报》杂志上。物理所研究员Jure Dobnika为该论文的通讯作者。这项研究得到了国家自然科学基金委的支持。
文章链接:
Tine Curk, James D. Farrell, Jure Dobnikar, Rudi Podgornik, Spontaneous Domain Formation in Spherically-Confined Elastic Filaments, Phys. Rev. Lett. 123, 047801 (2019).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.047801