环状 DNA 增强 DNA-葡聚糖共混物的本体弹性并限制大分子扩散
软凝聚态物质
2022-02-07 v2 生物物理
摘要
聚合物架构在缠结聚合物溶液与复合材料的本体流变性质及微观尺度大分子动力学中起着关键作用。尤其是环状聚合物，由于著名的蛇行模型无法捕捉其观测到的动力学行为，一直是诸多争论的焦点。宏观流变学与差分动态显微镜（DDM）是跨尺度测定缠结聚合物动力学的强有力方法，但它们通常需要在不同条件下使用不同样品，从而无法将本体流变性质与底层大分子动力学直接关联。在此，我们对高度重叠的 DNA 与葡聚糖聚合物复合材料进行宏观流变学测量，重点关注 DNA 拓扑结构（环状 versus 线性链）以及 DNA 与葡聚糖的相对体积分数。在相同条件、相同样品上，我们在本体测量前后立即对嵌入的荧光标记 DNA 分子进行 DDM 与单分子追踪。我们表明 DNA-葡聚糖复合材料表现出本体粘弹性与分子水平输运性质对复合材料 DNA 占比的意外非单调依赖，其特征强烈依赖于 DNA 拓扑结构。我们将结果归因于：线性 DNA 的拉伸与束化，以及由葡聚糖介导的耗尽相互作用所驱动的环化 DNA 的压缩、溶胀与穿线。
引用
@article{arxiv.2112.02720,
title = {Ring DNA confers enhanced bulk elasticity and restricted macromolecular diffusion in DNA-dextran blends},
author = {Pawan Khanal and Karthik R Peddireddy and Juexin Marfai and Ryan McGorty and Rae M Robertson-Anderson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.02720},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 5 figures