Forskning viser, hvordan DNA-molekyler krydser nanoporer

DNA-molekyler bevæger sig gennem nanoporer under en påført spænding, et fænomen, der er grundlæggende for DNA-sekventering og andre anvendelser inden for nanobioteknologi. På trods af mange eksperimentelle og beregningsmæssige undersøgelser forbliver den detaljerede mekanisme for DNA-translokation uklar. Her brugte vi langtids atomistiske molekylære dynamiksimuleringer i forbindelse med translokationseksperimenter for at belyse udpakningsdynamikken. Simuleringer afslører, at translokationen af ​​et enkelt DNA-molekyle er medieret af en kollektiv dynamik af flere basepar, der i samarbejde interagerer med overfladen af ​​nanoporen. Udpakningsdynamikken udviser intermitterende udbrud, hvilket fører til translokation af DNA-baser med en trinstørrelse på 0,34 nm, hvilket er halvdelen af ​​den dobbeltstrengede DNA-pitch. Dette fund løser den langvarige debat om, hvorvidt translokationstrinstørrelsen af ​​DNA er 0,34 nm eller 0,68 nm. Vores resultater afdækker de atomistiske detaljer i translokationsmekanismen og giver indsigt i designet af nanopore-baserede enheder til DNA-analyse og manipulation.