通过 break-induced DNA--蛋白凝胶端端固接实现 DNA 端固接
生物物理
2026-05-26 v1 软凝聚态物质
摘要
细胞会部署稳健的机制来修复 DNA 损伤，保障基因组稳定性和细胞健康，但 underlying these processes 的物理原理仍不完全明了。实验表明，体外实验中，一旦发生 DNA 双链断裂，DNA--蛋白凝胶就会将断裂 DNA 端固接在一起，作为后续修复酶活性的关键步骤。然而，这种凝胶如何可靠实现在断裂位点的时空局部化并捕获两个断裂端部，尽管存在内在随机性，仍令人困惑。本文提出，断裂 DNA 端部可触发蛋白从可溶态向凝胶准备态的转化。结合 Brownian 动力学模拟与理论，我们提出一种可靠的 DNA 端固接物理机制。模拟显示，此类断裂诱导的转化可驱动局部 DNA--蛋白凝胶形成两种可能的结果：成功或失败的固接。为阐明这一点，我们构建有效的自由能景观，识别相应的平稳态，并表明固接受聚合松弛与凝胶动力学之间的动力学竞争所主导。总体而言，本研究表明 DNA 端依赖的转化，结合 DNA--蛋白凝胶，可可靠固接断裂 DNA 端部。
引用
@article{arxiv.2605.24987,
title = {DNA end tethering through break-induced DNA--protein condensation},
author = {Rakesh Das and Tarun Mascarenhas and Nagaraja Chappidi and Simon Alberti and Frank Jülicher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.24987},
year = {2026}
}
备注
Includes Title page, Abstract, Main text, Methods section, References, Acknowledgements, three main Figures, and two Extended Data Figures, totaling 21 pages