Time scale of entropic segregation of flexible polymers in confinement: Implications for chromosome segregation in filamentous bacteria
Axel Arnold, Suckjoon Jun
备注：
Minor changes. Added some references, corrected the labels in figure 6 and reformatted in two columns. Also added reference to published version in PRE
发表信息：
A. Arnold and S. Jun, Phys. Rev. E 76, 031901 (2007)
We report molecular dynamics simulations of the segregation of two overlapping chains in cylindrical confinement. We find that the entropic repulsion between the chains can be sufficiently strong to cause segregation on a time scale that is short compared to the one for diffusion. This result implies that entropic driving forces are sufficiently strong to cause rapid bacterial chromosome segregation.
Rigid body rotation and chiral reorientation combine in filamentous E. coli swimming in low-Re flows
Northeastern University（东北大学）；Rutgers Robert Wood Johnson Medical School（罗格斯大学罗伯特·伍德·约翰逊医学院）；Gyeongsang National University（庆尚国立大学）；The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
Nucleoid clustering drives stepwise expansion and segregation of replicating bacterial chromosomes
SUPA, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学学院）；Dipartimento di Fisica e Astronomia and Sezione INFN, Universitá di Padova（帕多瓦大学物理与天文学系及INFN分部）
Bacterial chromosome organization II: few special cross-links, cell confinement, and molecular crowders play the pivotal roles
使用{ \em C. crescentus}和{ \em E. coli}的研究表明，只有$33$和$38$沿着DNA链轮廓在特定位置的有效交联可以导致DNA聚合物的大规模组织，其中细胞壁的限制效应在组织中起关键作用。从{ \em C.}的接触图数据中选择$33$交联沿链轮廓的位置。crescentus}。我们代表$1000$碱基对作为一个粗粒度的单体在我们的珠弹簧柔性环聚合物模型的DNA。因此，柔性环聚合物上的$4017$珠代表{ \em C}。具有$4017$千碱基对的crescentus} DNA。从我们前面的研究中选择合适的参数，我们还将分子拥挤的作用和链的能力，以释放拓扑约束。我们验证了我们对{ \em C. crescentus}与可用的实验接触图数据，并且还给出了在3D中细胞内的不同段的近似位置的预测。对于{ \em E. coli}染色体具有$4.6$百万碱基对，我们需要大约$38$有效的交联与圆柱形限制来组织染色体。我们还预测了{ \em E.大肠杆菌}染色体片段的圆柱体内，代表细胞壁。
Bacterial chromosome organization I: crucial role of release of topological constraints and molecular crowders
我们在以前的研究中表明，在细菌DNA轮廓的特殊点上，$3\%$交联有助于DNA聚合物以微米长度尺度组织\cite{jpcm,epl}。在这项工作中，我们研究如何释放的拓扑约束有助于组织的DNA聚合物。此外，我们表明细菌细胞质中拥挤环境诱导的链压实有助于DNA聚合物的组织。我们将DNA链建模为柔性珠-弹簧环聚合物，其中每个珠代表$1000$碱基对。交联的具体位置取自细菌的实验接触图{ \em C. crescentus}和{ \em E. coli}。我们引入不同程度的拓扑约束在我们的模型中，通过系统地改变单体珠的直径。它从可以自由发生链交叉的值变化到不允许链交叉的值。我们还研究了分子拥挤的作用，通过引入一个有效的Lennard琼斯吸引单体之间。使用蒙特卡罗模拟，我们表明拓扑约束的释放和拥挤环境对于获得聚合物的独特组织起着至关重要的作用。
