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近年来,我院李立东教授带领的研究团队在新型光功能材料与器件领域,开展了一系列研究工作。最近李立东教授带领的研究组与合作者,在新型功能器件的设计制备和应用领域再次取得了新的重要研究进展,研究工作已被该领域的国际著名学术期刊“Nature Communications”《自然-通讯》接收。

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生物大分子系统的结构信息和动力学特性对于探索其内在机制和其相应功能具有重要意义。全面破译RNA降解机制对于深入研究转录组信息传递的高保真原理和生理环境的精确调控过程至关重要,并对RNA精确测序技术的发展起到积极的推动作用。然而,传统的用于分析酶-底物催化反应构象变化的宏观系综技术通常会产生关于样品的集合信息,这些信息会掩盖单个酶的细节特性。因此,发展能够在单分子水平上获得单个酶蛋白本征生理信息的新型技术是目前亟需解决的关键问题。

李立东教授课题组与合作者在这一领域开展了深入的研究工作。他们通过对硅基器件制备与修饰方法的全新设计,制备出一种可靠的基于硅纳米线场效应晶体管。该晶体管具有超高的时间分辨率(17μs),能够全面细致地记录单个蛋白在生理条件下的动态过程。这些器件能够以单碱基分辨率实现RNA模拟物降解过程的实时无标记监测,包括RNA模拟物结合、单核苷酸水解和单碱基运动。这一技术在单个蛋白动力学和催化机制揭示方面具有非常广泛的实际应用价值,为实现精准的单分子基因测序和蛋白质测序提供了新的视角。目前这一工作已发表在国际著名学术期刊“Nature Communications” (影响因子17.694)(2023,14: 552)。

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1 单个PNPase-分子修饰的硅纳米线场效应晶体管(SiNW FET)原理图

该研究工作得到国家自然科学基金委等资助。

(责编:李偲宸)

 

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