报告题目：DNA链替换微观反应机制研究

报 告 人：肖石燕 副教授，中国科学技术大学

报告时间：2021年12月3日（星期五）下午13:30

报告地点：南楼4层会议室

邀 请 人：施兴华 研究员

报告摘要：

　　碱基之间精准的互补配对特性、可修饰性和序列可设计性，使DNA成为复杂纳米器件设计和构造的优异组装基元。DNA恒温自组装的基础是toehold 调控的链替换反应，toehold协助的链替换反应使人们能够在恒温条件下构建DNA分子机器和复杂DNA反应网络, 从而实现特定的计算功能。

　　DNA链替换反应的速率调控是DNA分子线路和可控组装的难点和关键，因此，其微观反应机制和速率调控机制受到了人们的长期关注。我们采用理论结合实验，发展了一种反应快，效率高，泄漏低的组合底物策略。采用Energy landscape方法，研究了短链DNA分子的杂交过程。发现DNA从单链结合，到杂交完成，需要经历多个能垒和中间态，证明了DNA的杂交反应是偏离”all-or-nothing”两态反应假设的。在这个基础上，我们进一步讨论了DNA链替换反应的微观物理机制，详细阐述了DNA链替换反应的动力学过程，发现了链替换反应路径与理想IEL模型之间的显著差异，并证明了构像熵对反应Energy Landscape有显著的影响。研究结果加深了对DNA链替换反应物理过程和DNA生物功能的理解，能为其在DNA纳米技术和DNA纳米探针的应用提供理论指导。

报告人简介：

　　肖石燕于2012年获博士学位，现任教于中国科学技术大学高分子科学与工程系。其主要研究工作是采用理论模拟与实验研究相结合，研究DNA的基本物理性质和DNA链替换反应机制，并应用于DNA反应线路构建。此外，其研究领域还包括抗菌高分子设计和抗菌机制、纳米粒子与生物膜相互作用机制等方向，已在PNAS，J. Am. Chem. Soc.等杂志上发表论文40余篇。

　　欢迎各位老师同学参加交流讨论！