软物质实验方法前沿:单分子操控技术

传统的分子生物学实验方法基本都是系综的方法,测量的信号来自大量的生物分子的平均响应,这不利于得到生物分子的构象转变与功能的动力学细节.另外,很多生物大分子如细胞骨架蛋白、分子马达等在行使功能的时候都会受到或者产生力的作用,传统的实验方法也难于研究生物分子的力学响应.最近20年左右发展起来的单分子操控技术可以实现对单个分子的操控,同时测量单个分子在拉力作用下的力学响应.最为常用的单分子操控技术主要包括光镊、磁镊和原子力显微镜,不同的技术有不同的特点和适用范围.本文对几种常用的单分子操纵技术的特点,包括物理原理、可以施加的力的范围与精度、可以测量的分子长度范围与精度等做一个系统的介绍.另外,单分子操控技术在生物大分子如核糖核酸(DNA),脱氧核糖核酸(RNA)和蛋白质的构象转变,相互作用,以及分子马达的功能机理等方面已经取得的丰富成果也给出概括性的介绍.本文对生物学家系统的了解单分子操控技术和如何应用该技术解决自己的生物问题提供一个有益的参考.

基于空间句法视角的民国以来北京老城街道网络演变

研究基于空间句法理论与方法,结合不同时期的数字化历史地图,从街道网络显型、"局部—整体"层级关系及运转效率等三方面探讨民国以来北京老城的街道网络演变进程。结果表明:(1)政权更替是其演变的分水岭。民国时期,老城街道网络由封建隔离结构向现代通达结构转型,环环相扣、中轴对称式的整合、穿行核心格局同时被打破。1949年中华人民共和国成立后,街道网络的几何格网特征越发明显,"环形+大格网"式的核心运动骨架凸显,不同街道段的可达性与穿行频率则逐渐趋同。(2)老城各子区域的可达性层级关系在百余年来持续变化,穿行频率层级关系则保持稳定,与其他区域相比,东城的可达性与穿行频率优势明显。(3)政权更替之际新结构的集中嵌入与随后规划建设的路径依赖使得老城全域的运转效率历经"下降→上升→下降→上升"的起伏演变过程。这一过程同样出现在东城、西城与外城,但更强的几何格网特征促使前者的两次上升幅度较大,运转效率也相对较高,而皇城的运转效率则随小规模封闭系统的日益开放呈阶梯式下降。概括来讲,研究不仅运用数字化手段系统梳理了北京老城的街道发展史,为如何更好地保护古都风貌,传承历史文脉提供了街道网络视角的逻辑支撑,对于空间句法的理论算法体系也进行了一定拓展。