吉林大学发国际期刊论文 获多方亮点推荐

　　

生物通报道：近期来自吉林大学的研究人员分别与清华大学和中科院等处的研究人员在高分子结晶态分子间相互作用和RNA与蛋白质间相互作用研究方面取得重要进展。所获得的跨学科研究新成果公布在著名的国际期刊J. Am. Chem. Soc.上，获得了Nature Materials等多个杂志的推荐。

参与领导相关研究的是吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室张文科教授，其早年毕业于吉林大学化学系，之后曾在德国慕尼黑大学应用物理系，英国诺丁汉大学药学院，英国诺丁汉大学生物分子科学中心进行学习工作，涉及面广，对于化学，物理和生物学均有涉及，主要研究兴趣包括利用分子生物学的手段和方法来合成与DNA复制有关的蛋白质，从单分子水平揭示复制过程发生的分子机理以及影响因素等多个方面。

近期其研究组与所苏朝晖、王倩等合作，选取了烟草花叶病毒（TMV）为研究对象，利用单分子力谱方法研究了其基因组RNA与蛋白质外壳之间的相互作用。

对于核酸与蛋白质的相互作用机理的研究有利于实现对许多重要生命过程，如病毒感染及癌细胞生长的调控。而研究生物体系中核酸与蛋白质的相互作用对于准确揭示它们之间的作用机理更具实际意义，但长期以来由于难以找到适当方法获得直接测量，使得此研究进展缓慢。

在这篇文章中，研究人员通过精细调控，将TMV颗粒以竖直方式固定在固体基片表面，然后利用AFM针尖与TMV内部的RNA之间的物理吸附作用，将RNA基因组从其蛋白质外壳中逐步提拉出来，直接测得了RNA从其蛋白质外壳上解组装所需外力的大小。该解组装力随着拉伸速率的增加而增大，随着pH值的增加而降低。研究还发现，解组装的RNA在适宜条件下可以重新结合到其蛋白质外壳上。通过此研究他们将AFM单分子力谱方法拓展到复杂生物体系中核酸与蛋白质相互作用的研究中，同时有望将该技术应用到病毒感染机理的研究。

另外这一研究组还与清华大学张希教授合作，在国际上率先将原子力显微镜（AFM）的成像与单分子力谱巧妙地结合起来，建立了从单分子水平研究高分子单晶中聚合物链之间相互作用的方法。以末端含巯基修饰的聚氧乙烯（PEO）单晶为模型体系，先利用自晶种法从其稀溶液中制备出PEO单晶；接着利用金纳米粒子与巯基之间化学吸附标记巯基末端，结合AFM成像来定位金纳米粒子；再利用双巯基修饰的AFM针尖与特定的金纳米粒子接触，通过化学吸附形成桥连。他们利用这种方法成功地实现了高分子链从其晶体中的单分子拉伸，定量测量了高分子链间相互作用的强度。该研究拓宽了单分子力谱方法在高分子凝聚态研究中的应用，并可能用于单分子水平研究各种高分子的结晶行为。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Extracting a Single Polyethylene Oxide Chain from a Single Crystal by a Combination of Atomic Force Microscopy Imaging and Single-Molecule Force Spectroscopy: Toward the Investigation of Molecular Interactions in Their Condensed States

A thiol-labeled single polyethylene oxide chain has been pulled out of its single crystal and the corresponding extraction force obtained quantitatively by a good combination of atomic force microscopy (AFM) imaging and AFM-based single-molecule force spectroscopy (SMFS). Our study extends the AFM-based SMFS to the investigation of polymer interactions in their condensed states (e.g., in polymer single crystals).作者简介：

张文科

1993.9 － 1997.7 吉林大学化学系 高分子材料与工程专业，工学学士

1997.9 － 2002.7 吉林大学化学学院 高分子化学与物理专业，理学博士（导师：张希教授）

2001.4 － 2002.3 德国慕尼黑大学应用物理系，博士联合培养（ H. E. Gaub 教授）

2003.4 － 2004.9 英国诺丁汉大学药学院，博士后 (Stephanie Allen, Clive Roberts, Phil Williams 教授)

2004.10 － 2007.5 英国诺丁汉大学生物分子科学中心 (CBS) ，博士后 (Panos Soultanas 教授）

2007.6 － 至今 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室，教授

研究兴趣与方向 :

1 ．利用基于原子力显微镜技术（ AFM ）的单分子力学谱（ SMFS ）研究高分子（包括合成高分子和生物大分子）与小分子（如，水分子）、高分子与界面、高分子与高分子（如，蛋白质与蛋白质， DNA 与蛋白质）之间的相互作用，从而在单分子水平上解答超分子体系中的一些基本问题（如，超分子体系形成的推动力的大小）。

2 ． 利用分子生物学的手段和方法来合成与 DNA 复制有关的蛋白质，从而在体外人工模拟（重构） DNA 的复制过程，并利用 AFM 的成像功能和单分子力学谱来跟踪这一过程，从而进一步从单分子水平揭示复制过程发生的分子机理以及影响因素，为实现对 DNA 复制过程的调控并使其朝向有利于人类健康的方向发展奠定基础。

3 ．生物纳米材料的制备与性质研究。包括核酸、蛋白与纳米物质的复合等相关研究，进行新型纳米导线开发， 纳米分子机器 研制等相关工作。