RNA聚合酶转录非平衡态物理机制解析

项目名称： RNA聚合酶转录非平衡态物理机制解析

项目编号： No.11405113

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 伍绍贵

作者单位： 四川师范大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 基因转录是分子生物遗传和进化中最基本和核心的过程，主要由RNA聚合酶在非平衡稳态下工作完成。由于其机理复杂，尺寸小（分子量级），周期短（毫秒级），反应各阶段快慢不一，部分中间态存在时间甚至小于微秒级，无法通过现有实验技术观测。随着计算机硬件、模拟技术的飞速发展和生物分子力场的完善，使得从微观角度来研究分子功能、探讨微观机理成为可能。本项目拟从单分子实验数据入手，结合体系的随机动力学和分子结构信息进行建模。采用全原子分子动力学，马尔可夫模型等相结合方法对基因转录机理进行探讨。通过模拟真实环境下的转录过程，从自由能和结构演化角度研究基因转录机理，从微观尺度上探讨基因转录非平衡态动力学特性，信息流的有效传递以及分子结构感应和协调的物理机制，为唯象模型提供具体的表征。本课题的开展将为理解和解释生命现象、预测实验结果提供依据，为深入研究基因复制和转录打下良好理论基础。

中文关键词： RNA聚合酶；基因转录机理；中间态结构；全原子分子动力学模拟；自由能

英文摘要： Gene transcription is one of the most fundamental and essential processes in molecular genetics and evolution, conducted by molecular motors in charge of the processes, i.e., mainly RNA polymerase, that work at non-equilibrium steady state. Since a nucleo

英文关键词： RNA polymerase；Gene transcription mechanism；Intermediate structure；All-atom molecular dynamics simulation；Free energy