题 目：核小体动力学性质及相互作用研究

报告人：彭云辉　副研究员

单 位：华中师范大学 物理科学与技术学院

时 间：2026/10/17　10:00

地 点：综合楼二层235报告厅

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附简介：

报告摘要： 核小体是真核细胞基因组的基本结构与功能单元，不仅承担DNA在细胞核内的高效压缩与有序包装，更是染色质调控网络的关键枢纽，可与数以百计的转录因子、染色质重塑复合体及表观遗传调控蛋白发生特异性相互作用。核小体并非静态结构，而是呈现出高度动态化和多尺度的动力学特征，包括DNA缠绕与解缠过程中的构象涨落、组蛋白尾部的本征无序相互作用以及整体结构的可塑性 (plasticity)。组蛋白翻译后修饰（如甲基化、乙酰化和磷酸化）、组蛋白癌相关突变以及DNA甲基化等改变，可在原子到介观尺度上系统性地重塑核小体的结构稳定性、动力学行为及其相互作用模式，从而深刻影响染色质高级折叠、基因表达调控及细胞命运决定。系统解析核小体的动力学性质及其分子相互作用机制，对于深入理解基因表达调控、染色质结构重塑等生命过程的物理基础，并揭示癌症等重大疾病的分子致病机制，具有重要的科学意义和潜在的应用价值。在近期的研究中，我们结合大尺度分子动力学模拟与相互作用网络分析，系统刻画了核小体的多尺度动力学行为及其与不同调控蛋白之间的作用模式，深入揭示了组蛋白翻译后修饰、二价离子环境以及组蛋白癌相关突变对核小体结构稳定性与动力学性质的调控分子机制。进一步地，结合生物物理模型与生物信息学分析，我们系统评估了癌症相关组蛋白突变对核小体结构与功能的影响，为理解染色质异常重塑及其在肿瘤发生中的分子致病机制提供了一定理论依据。

个人简介： 彭云辉，华中师范大学物理科学与技术学院副研究员、博士生导师。2013年、2018年分别于西安交通大学物理学院和美国克莱姆森大学物理与天文系获得学士和博士学位。博士毕业后在美国国立卫生研究院（NIH）生物科学技术中心从事博士后研究工作，2022年回国加入华中师范大学物理科学与技术学院工作。长期从事生物物理与生物信息学交叉领域研究，聚焦于基于统计物理与分子动力学模拟的方法，结合机器学习与生物信息学手段，系统解析蛋白质、核酸等生物大分子的结构特征、功能机制及其动态调控过程，并深入探讨相关分子异常在癌症等重大人类疾病中的作用机制。近年来，相关研究成果以第一作者或通讯作者（含共同）发表于 Nature Communications、eLife、Nucleic Acids Research、Briefings in Bioinformatics、Biophysical Journal 等国际期刊，累计发表SCI论文40余篇，总引用次数超过1500次。目前主持国家自然科学基金青年项目（C类）、湖北省及武汉市自然科学基金项目等多项科研项目。2022年和2023年分别入选武汉市和湖北省高层次人才计划。

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题 目：生物活性高分子在多孔环境下的扩散行为研究

报告人：朱国龙　副教授

单 位：湖南大学物理与微电子科学学院

时 间：2026/10/17　11:00

地 点：综合楼二层235报告厅

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附简介：

报告摘要： 活性高分子在多孔环境中的输运广泛存在于生物体系中，但动态环境对其输运行为的调控机制仍缺乏系统认识。本文采用多尺度计算模拟方法，研究了二维周期性脉动障碍环境中活性高分子的扩散动力学。结果表明，高分子在输运过程中主要呈现两种构象状态：被障碍俘获的螺旋态和自由运动的伸展态，并在两种状态之间随机切换，其长时间扩散行为可由连续时间随机游走模型描述。研究发现，障碍物的周期性脉动能够显著影响高分子的逃逸动力学，在中等脉动频率下扩散系数达到最大值，表现出典型的共振激活现象。该机制源于障碍脉动的时间尺度与高分子构象弛豫的时间尺度之间的匹配，从而促进高分子从俘获态中逃逸。进一步分析表明，描述逃逸过程的有效非平衡能垒随活性强度呈非单调变化，其本质来源于活性能量输入与内部构象自由度耗散之间的竞争。本文结果揭示了非平衡体系中活性力调控有效能垒的新机制，为理解生物活性高分子在动态复杂环境中的输运行为以及设计可调控的活性物质输运体系提供了理论依据。

个人简介： 朱国龙，湖南大学物理与微电子科学学院副教授。先后于2016年和2021年在清华大学化工系获学士和博士学位，师从燕立唐教授，随后于韩国基础科学研究所软物质与生命物质中心从事博士后研究工作，合作导师为Tsvi Tlusty教授，2022年加入湖南大学，长期从事高分子和软物质物理方面的工作，主要研究方向包括DNA介导的各向异性纳米粒子自组装、胶体粒子的成核生长及相转变动力学、曲面及其它受限条件下的粒子堆积行为与机理、活性高分子在复杂拥挤环境下的动力学行为等，相关研究成果以第一/通讯作者身份发表于Phys. Rev. Lett., J. Am. Chem. Soc., Nano Lett., ACS Nano, Fundam. Res., Phys. Rev. E, Rep. Prog. Phys., Acc. Chem. Res.等期刊，发表SCI论文20余篇，被引用740余次，主持国家自然科学基金青年项目（C类），面上项目等。