受限半柔性聚合物在直流与交变场下的压缩
软凝聚态物质
2023-08-09 v1
摘要
生物聚合物从线团到紧密结构的折叠转变在过去引起了广泛的研究兴趣，并在聚合物物理中得到了充分研究。近期关于受限装置中 DNA 的开创性工作表明，这些长生物聚合物在外场下倾向于塌缩，与此前报道的拉伸相反。这些长折叠结构有形成纽结的趋势，这对基因调控和多种其他生物功能具有深远影响。这些纽结已通过光镊、纳米通道受限等方式机械诱导，直到最近，均匀场驱动的压缩导致了 DNA 的自缠绕。在本工作中，我们在存在长程流体动力学的情况下，使用粗粒化计算机模拟模型，捕捉了受限半柔性聚合物在直流与交变场下的压缩。在此框架下，我们表明，在直流场作用下，较强受限中的链表现出显著的压缩，而中等受限或本体中则不存在此类压缩。有趣的是，在最优频率内的交变场甚至可以在中等或无受限情况下实现这种压缩。此外，我们表明弯曲刚度对链在直流和交变场下折叠的倾向性有深远影响。这种场诱导的塌缩是一种典型的流体动力学现象，即使对于较短的链也会导致相互缠绕的纽结结构，这与 DNA 纽结实验不同，后者仅发生于较长的链。
引用
@article{arxiv.2204.05349,
title = {Compression of a confined semiflexible polymer under direct and oscillating fields},
author = {Keerthi Radhakrishnan and Sunil P. Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.05349},
year = {2023}
}