Alignment of rods at intra-chain and inter-chain level: Modeling and simulation
日時
2019年7月24日（水）10:30〜12:00
場所
高等研究院本館2階セミナールーム（A207）
⇒アクセス 建物配置図（本部・西部構内）【77】の建物
講師
Prof.Chwen-Yang Shew
(Department of Chemistry, College of Staten Island, The City University of New York, USA)
要旨
The recent AFM (atomic force microscopy) measurement on the conformation of a single circular DNA in the presence of charged polyamines showed unique compact structures. These structures take up various shapes, such as Y-shaped and linear bundles, etc. To elucidate these structures, we resort to Monte Carlo simulation to investigate a two-dimensional circular semiflexible spring-chain model that mimic locally rigid circular DNA. The monomers, modeled as hard disks, consist of non-interacting and interacting sites. Among interacting monomers, an attractive Yukawa potential is used to depict the corresponding interaction potential in the simulation. The experimental DNA conformations are qualitatively reproducible through fine-tuning chain rigidity and the magnitude of attraction. The Y-shaped and linear bundles can be achieved while interacting/non-interacting monomers are distributed like an alternating copolymer around the ring polymer. Meanwhile, the alignment among intra-chain segments is essential to develop these compact structures. Our simulation provides novel insights into the likely spatial distribution of bound polyamines on DNA. In the second part of this talk, I will briefly discuss about the orientation ordering of rigid rods in a confined cavity under molecular crowding. For long enough rods, they tend to align in the cavity, and the alignment is enhanced by increasing the number of crowders. For shorter rods, the orientation ordering among rods diminishes regardless of crowding levels. A simple picture by considering that the single-layer rods undergo hexagonal packing within a spherical cavity can help us understand the origin of the orientation ordering among confined rods.
お問い合わせ
市川正敏 MACS SG8 ichi＊scphys.kyoto-u.ac.jp
山本暁久 MACS SG9 yamamoto.akihisa.6w＊kyoto-u.ac.jp
〔＊を@に変えて送信して下さい〕
開催報告
本セミナーではニューヨーク市立大学 スタテンアイランド校のChwen-Yang Shew博士に「Alignment of rods at intra-chain and inter-chain level: Modeling and simulation」というタイトルのもと、二部構成でご講演していただきました。
前半ではスペルミジンなどの荷電ポリアミン存在下で様々な構造を取ることが知られているDNAのシミュレーションについてお話しいただきました。
環状DNAをセミフレキシブルなビーズ-スプリングモデルで表し、ポリカチオンの電荷数や分子の立体構造など引力の強弱を調整すると、Y字形状や折れ曲がった棒形状などの実験的にも見られる凝縮体形状の再現が可能になることについて解説されました。
後半では、閉じ込められた空間内での分子混雑効果による剛体棒の配向秩序についてお話しいただきました。長い棒では、混雑度が増すほどよく整列するのに対して、短い場合には混雑度はそれほど影響がない事など、実際のモデリングの図や動画なども交えて詳しくお話しいただきました。ご講演は本SG参加者をはじめとして、外の研究者も多数参加し、生物学的な観点からも多数の質問が飛び交うなど活発な議論が行われました。
（SG8&SG9 幕田将宏）