DNA オリガミベースのナノスケープ・フォース・クランプによる分子力スペクトロスコーピー
Philipp C Nickels1, Bettina Wünsch2, Phil Holzmeister2
1Faculty of Physics and Center for NanoScience, Ludwig-Maximilians-Universität, Geschwister-Scholl-Platz 1, 80539 München, Germany.
Science (New York, N.Y.)
|November 16, 2016
まとめ
研究者らは自律的な高通量生物学的力の測定のための新しいDNAナノスコーピックフォースクランプを開発しました. このツールは 生物学的システムを量子化し 緊張下でのDNAメカニズムと 遺伝子調節の洞察を明らかにします
科学分野:
- バイオ物理学
- 分子生物学
- ナノテクノロジー
背景:
- 伝統的な単一分子力測定技術 (AFM,光学/磁気ピンチ) は,データスループットに制限があり,物理的な接続が必要です.
- 生物学的システムにおける力を調査することは 分子機構と細胞のプロセスを理解するために不可欠です
研究 の 目的:
- 自律的で大規模に並行した力測定のための新しい自己組み立てDNAナノスクープ力クランプを導入します.
- ピコニュートン範囲のテンションが分子システム,特にTATA結合タンパク質によって誘発されるDNA曲折を調査する.
主な方法:
- 制御された緊張を生成するエントロピック・スプリングとして機能する単一鎖DNAの構造を利用した.
- 単一分子フォースター共振エネルギー伝送 (smFRET) を使って,電圧下にある分子システムの構成変遷を監視する.
- ハリデイ・ジャンクション・コンフォマー・スイッチングを基準として使用し,TATA結合タンパク質誘発のDNA曲解を研究した.
主要な成果:
- 低ピコニュートンの範囲で制御された圧力を適用するDNAナノスケープの力を実証した.
- TATA結合タンパク質によって誘発されるDNAの曲解は10ピコニュートン以上の圧力で抑制される.
- 生物学的システムにおける機械感受性を研究するための有効なツールとしてDNAナノスコープ・フォース・クランプを検証した.
結論:
- 開発されたDNAナノスコーピック・フォース・クランプは 生物学的システムにおける力を調査するための強力で高通量な代替手段を提供します
- この発見は遺伝子調節における機械感受性の証拠を提供し,緊張下でのDNA曲折の役割を強調しています.
- この技術は分子力学と 生物学的過程の物理的基盤の研究に 新たな道を開きます
