基因组复杂度的物理秒表：DNA 变性与复性动力学的“Cot 值曲线”
1974 年 5月24日 · 分光光度计恒温循环加热比色杯、超声波 DNA 剪切仪、羟基磷灰石层析柱
你知道吗？
在解链单链相撞重合的微观布朗运动中，时间和浓度的乘积，成了称量物种基因组浩瀚维度的宇宙天平。
在没有高通量测序仪的年代，科学家如何仅凭试管和水浴锅，摸清一个生物基因组到底有多庞大、里面塞了多少垃圾重复序列？答案就藏在经典的“Cot 曲线（Cot curve）”里。1968 至 1974 年间，华盛顿卡内基研究所的罗伊·布里滕（Roy Britten）与大卫·科恩（David Kohne）在《Science》发表了奠基性的核酸复性热力学体系。
他们将基因组 DNA 超声打断成几百碱基的小片段，加热到 使其解链变性成单链，随后置于恒温盐溶液中让互补链自由碰撞复性。他们定义了横坐标参数 。
在宏观动力学上，单链要想重新复性找到彼此，完全遵从二级反应碰撞概率：在微小的大肠杆菌基因组里，每个序列在体系里拷贝数极高，碰撞概率大，Cot 曲线呈现漂亮的单相跃迁；而在庞大的小鼠或人类基因组里，曲线却出现了惊人的多级平台阶梯——成千上万个拷贝的高频重复序列（卫星 DNA）在微小的 Cot 值处闪电复性，而绝大多数编码关键蛋白的单拷贝功能基因，却需要在试管里苦苦漂泊数天才能相遇！
Cot 曲线第一次用热力学秒表，测定了真核基因组中大量非编码重复序列的存在。