用基于DNA原形的纳米力进行分子力光谱
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
概括
研究人员开发了一种新的DNA纳米力,用于自主,高通量生物力测量. 这种工具对生物系统进行量子分析,
科学领域:
- 生物物理
- 分子生物学
- 纳米技术
背景情况:
- 传统的单分子力测量技术 (AFM,光学/磁性) 在数据传输方面存在局限性,需要物理连接.
- 研究生物系统中的力量对于理解分子机制和细胞过程至关重要.
研究的目的:
- 引入一种新的,自组装的DNA纳米力,用于自主和大规模并行力测量.
- 研究皮克纽顿范围的张力对分子系统的影响,特别是由TATA结合蛋白诱导的DNA曲.
主要方法:
- 使用单链DNA部分作为旋弹来产生受控的张力.
- 采用单分子弗斯特共振能量转移 (smFRET) 来监测电压下分子系统的结构转换.
- 作为基准,使用霍利德结合型切换并研究了TATA结合蛋白诱导的DNA曲.
主要成果:
- 证明了DNA纳米力能够在低皮克纽顿范围内施加受控的张力.
- 观察到由TATA结合蛋白诱导的DNA曲在10比克纽顿以上的张力下被抑制.
- 验证了DNA纳米力作为研究生物系统机械敏感性的可行工具.
结论:
- 开发的DNA纳米力可以为研究生物系统中的力提供强大,高吞吐量的替代方案.
- 这些发现为基因调节中的机械敏感性提供了证据,强调了DNA在压力下曲的作用.
- 这种技术为研究分子力学和生物过程的物理基础开辟了新的途径.
