单分子力谱技术是精确操控生物大分子，在单分子水平上跟踪生物大分子动态结构和化学反应的利器，帮助人们以全新的视角定量解析生物大分子的动态结构，回答基因转录机理等关键问题。
软物质实验室SM1组的李伟副研究员长期从事单分子力谱技术的发展和应用，与生物学家合作在染色质动态结构和调控方面取得了一系列重要的进展（Molecular Cell 2016，2018）。最近，与首都医科大学陈萍教授课题组以及生物物理所李国红研究员课题组合作，在国际上首次测量了组蛋白H2AK119泛素修饰对核小体结构的影响，并且建立了单分子系统实时观察去泛素酶USP21敲去泛素的逆过程。利用刚刚建立的基于GPU计算的高通量高分辨单分子磁镊力谱技术，解析了组蛋白H2AK119位置的单泛素修饰能够锁定DNA剥离，将核小体自由能从30kJ/mol降低至200kJ/mol，极大的增强了核小体结构的稳定性。并且，进一步确定出一个H2AK119泛素修饰负责锁定半圈核小体DNA。这部分工作直接回答了H2AK119泛素修饰在基因沉默方面发挥作用的分子机理。最后，他们实时再现了去泛素酶USP21结合核小体上，敲去H2AK119泛素的动态过程，进一步证明了组蛋白H2A泛素修饰通过锁定DNA，阻止DNA从组蛋白八聚体上剥离，完成基因沉默的功能。相关工作发表在2020年JACS期刊，并被推荐为Top5%文章。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b12448
