在真核生命中，遗传信息载体DNA分子被一类特殊的蛋白-组蛋白（histone）有序地组织起来，逐级形成核小体（nucleosome）、染色质纤维（chromatin fiber）、染色质环（chromatin loop）、染色质TAD等关键中间结构，最终组装成具有复杂拓扑结构的染色质，将DNA层层包裹。
所有与DNA有关的生命活动（比如DNA复制、修复、重组、基因转录等）都需要将这层层被包裹的DNA暴露出来，因此动态调整染色质结构是染色质活动的主旋律。生命在进化过程中发展出了丰富的染色质结构调控方式（比如DNA甲基化修饰、组蛋白泛素化修饰、磷酸化修饰、乙酰化修饰、染色质重构复合体等），在分子水平上揭示这些调控过程是揭示基因调控机制、理解中心法则的关键所在。
单分子技术是精确跟踪生物大分子动态结构的关键手段，从全新的视角在分子水平上定量解析生命活动过程，在分子生物学领域中发挥着越来越重要的作用。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质实验室SM1组李伟副研究员长期从事单分子操控技术的发展和应用，与生物学家交叉合作在染色质动态结构和功能调控方面取得了一系列重要的进展：首次确定染色质纤维“四核小体单元”的组装模式（Molecular Cell 2016）；确定转录辅助因子FACT对核小体特殊的双重调控机制（Molecular Cell 2018）；揭示组蛋白H2A泛素化修饰稳定核小体实现基因沉默的分子机制（JACS 2020）；发现复合体SWR1特异性识别H2A核小体的分子机制（Cell Reports 2021）；解析新型抗癌药物Curaxin束缚FACT从而促使细胞凋亡的分子机制（Biochemistry 2021）。
最近，再度与生物学家合作，针对组蛋白泛素化修饰及复合体FACT这两个关键的调控因子，进一步确定组蛋白H2A泛素化修饰保留了FACT组装核小体的功能，而抑制FACT调控核小体功能的分子机制。在该研究中，研究人员利用高精度单分子磁镊操控技术，结合生物信息分析结果，对核小体的动态组装进行实时跟踪，确定FACT能够将泛素化修饰的H2-H2B二聚体组装到组蛋白H3-H4四聚体上，形成完整核小体。
但组装完成后，FACT无法再发挥对常规核小体的既破坏又保护的双重调控功能。这个工作定量揭示了染色质不同调控因子之间存在互动，也正是这种复杂的相互作用演生出丰富的染色质调控结果。