摘   要：

在平衡条件下DNA有一定的几率形成拓扑纠缠态（包括打结与链环）。几年前，研究人员发现II型DNA拓扑异构酶（一种能够改变DNA分子拓扑状态的酶）能够大大降低DNA纠缠态的几率（远低于热平衡水平），从而提出一个有趣的问题：既然拓扑异构酶的尺寸远小于DNA分子的长度，那么拓扑异构酶是怎样感知DNA分子的总体拓扑状态的？为了探讨这个问题，我们利用一个格点模型，通过穷举法和蒙特卡洛模拟，研究了局部并置结构（local juxtaposition）与整体拓扑学状态之间的联系。我们计算了DNA分子在所有的几千种5*5并置结构下发生纠缠态的条件几率，以及这些几率在拓扑异构酶作用下发生的变化。计算结果表明，局部并置结构中蕴含着丰富的关于整体拓扑状态的信息；通过选择性作用于特定类型的并置结构，拓扑异构酶能够有效地降低DNA纠缠态的几率。例如，当DNA分子长度为局部结构的50倍时，纠缠态的几率可以降低到平衡水平的5%左右。进一步的研究还表明局部结构的解结能力（unknotting）与解链环能力（decatenation）之间存在着很强的关联。

Ref.: Z. R. Liu, J. K. Mann, E. L. Zechiedrich, and H. S. Chan.  Topological information embodied in local juxtaposition geometry provides a statistical mechanical basis for unknotting by type-2 DNA topoisomerases.  J. Mol. Biol. 361, 268-285 (2006).

个人简历：

1992－1997年，清华大学物理系，本科；

1997－2001年，清华大学物理系，博士（凝聚态物理），研究弛豫铁电体的有关性质；

2001－2002年于德国马普金属所从事博士后工作，研究合金薄膜中的纳米结构；

2002－2003年于清华大学高等研究中心任临时助手，研究电场下的电子结构理论；

2003－2007年于多伦多大学从事博士后工作，从事蛋白质折叠、DNA构象统计及相关能量学研究。

2007年7月起任北京大学化学学院副教授，学术组长。

迄今发表论文三十余篇。

研究兴趣：利用理论及计算机模拟手段研究生物物理及生物化学中的有关问题，目前主要集中于蛋白质折叠、DNA解纠缠及动力学模拟加速算法方面。

个人主页：http://www.chem.pku.edu.cn/liuzhirong/   联系方式： LiuZhiRong@pku.edu.cn