弱时变信号可同步并加速张力下生物聚合物的转变动力学

除了对促进生物聚合物构象转变至关重要的热噪声外，细胞环境还充满了由多种主动过程产生的非热涨落谱。为了理解非热噪声对生物过程的影响，我们研究了微小的振荡力如何影响 RNA 发夹结构的热诱导折叠和去折叠转变，其对恒定张力的响应已在理论和实验中得到了广泛研究。引人注目的是，我们在过阻尼条件下进行的分子模拟表明，即使在高（低）张力使发夹结构（不）折叠变得不可能的情况下，特定频率的弱外部振荡力也能同步增强 RNA 发夹结构的转变动力学并提高平均转变速率。此外，即使信号与其他非共振频率的信号混合，RNA 动力学仍能分辨出具有共振频率的信号。事实上，我们对 RNA 发夹结构动力学中热诱导共振的计算演示是随机共振 (SR) 和共振激活 (RA) 现象的直接实现。我们的研究易于使用光镊进行实验测试，对于体内受广泛细胞噪声影响的生物聚合物折叠具有重要意义。