JILA科學(xué)家開發(fā)了一種快速簡單的樣品制備方法，可以增強脫氧核糖核酸的成像，從而更好地分析其物理性質(zhì)和相互作用。
在ACS Nano中描述，JILA溫和有效的過程包括將DNA與云母(一種扁平的硅酸鹽礦物)結(jié)合。這個過程擴展了DNA的構(gòu)型——類似于擴展手風(fēng)琴的風(fēng)箱——因此與以前的方法相比，它可以分析8倍的分子。
液體中擴展結(jié)構(gòu)的原子力顯微鏡成像提高了DNA及其與蛋白質(zhì)相互作用的生物物理數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量。這種方法在很寬的鹽濃度范圍內(nèi)產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，包括與細胞中發(fā)現(xiàn)的鹽濃度相似的鹽濃度。這在以前被認為是不可能的，因為不同的鹽通常會競爭將脫氧核糖核酸附著在表面或干擾附著。高分辨率圖像顯示了DNA標志性的雙螺旋結(jié)構(gòu)，看起來像一個扭曲的梯子。
JILA由國家標準與技術(shù)研究所(NIST)和科羅拉多大學(xué)博爾德分校聯(lián)合運營。
“我們希望這種新的樣品制備方法可以為調(diào)整DNA與表面的結(jié)合強度鋪平道路，這有助于研究蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合物的動力學(xué)，”NIST/JILA大學(xué)的研究員Tom Perkins說。
以前已經(jīng)在空氣和液體中進行了DNA的AFM成像，但是還沒有廣泛接受的在液體中制備DNA的方法，液體是正常環(huán)境。云母是一種有吸引力的鍵合面，因為它很平，但它也有負電荷，排斥DNA，所以需要表面處理。目前的樣品制備方法會產(chǎn)生非常緊密的DNA片段、差的圖像或破壞蛋白質(zhì)-DNA相互作用的鹽條件。
JILA的五分鐘過程包括將云母浸泡在鎳鹽溶液中，溫和沖洗并干燥，然后在含有氯化鎂和氯化鉀的溶液中將DNA和云母結(jié)合。例如，在細胞中，這些鹽條件保留了DNA結(jié)合蛋白的特征。蛋白質(zhì)-脫氧核糖核酸復(fù)合物與云母結(jié)合后，成像前的最后一步包括用含有氯化鎳的溶液洗滌云母，氯化鎳通過增加脫氧核糖核酸-云母相互作用的強度來捕獲脫氧核糖核酸結(jié)構(gòu)。
這種方法是第一次在不改變其眾所周知的機械特性，包括其寬度、長度和自然骨架剛度的情況下，產(chǎn)生結(jié)合到液體中平坦表面的脫氧核糖核酸的原子力顯微鏡圖像。JILA科學(xué)家使用這種新方法制作高質(zhì)量的DNA圖像和兩種蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合物。脫氧核糖核酸蛋白質(zhì)復(fù)合物的增強圖像將有助于研究人員了解脫氧核糖核酸修復(fù)和細胞代謝的新細節(jié)。
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