DNAの表面探査と標的探査の際の操作者のバイパス
Emil Marklund1, Brad van Oosten1, Guanzhong Mao1
1Department of Cell and Molecular Biology, Science for Life Laboratory, Uppsala University, Uppsala, Sweden.
Nature
|June 26, 2020
まとめ
個々のラック・レプレッサー (LacI) タンパク質は,DNAに沿って滑り,しばしば溝の間を飛び回ります. このスライディングメカニズムは DNA検索のスピードを上げますが 標的の配列をバイパスして 速度と精度の両方を明らかにします
科学分野:
- 分子生物学
- バイオ物理学
- 遺伝学
背景:
- 特定のDNA配列を結合するタンパク質は,3Dの拡散と1Dの非特定のDNAのスライディングを利用する.
- この1次元スライディングのダイナミクスを理解することは ゲノム探査の理解に不可欠です
研究 の 目的:
- 1Dスライディング中の個々のラック・レプレッサー (LacI) 分子のDNA探索ダイナミクスを特徴づける.
- DNAでラシルの回転運動と の動きを調査する
主な方法:
- 微秒の時間スケールでLacI回転を監視するために,光相関スペクトロスコーピー (SMCT-FCS) と組み合わせたリアルタイム単分子コンフォカルレーザー追跡を使用した.
- シングル分子光共振エネルギー転送 (smFRET) を使用して,シーケンスバイパスイベントを直接観察します.
主要な成果:
- LacIは,回転結合のスライディングを示し,回転毎に約40のベースペア (bp) を通過し,DNAの螺旋ピッチを超えています.
- 観測されたLacIは,200〜700μs毎に1〜2つの溝 (10〜20pb) をジャンプし,標的部位を頻繁にバイパスすることを示しています.
- 弱い非特異的なタンパク質-DNA相互作用によるスライド速度と検索精度の間のトレードオフが示されました.
結論:
- 1次元スライディングメカニズムは 頻繁にグルーブ・ホッピングを伴う 探査速度と潜在的標的のバイパスにバランスをとる
- 開発されたSMCT-FCS技術は,生物学的相互作用におけるマイクロ秒時間スケールの分子ダイナミクスを調査するための強力なツールを提供します.
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