Fünf-Minuten-Probe-Verarbeitung erhöht die DNA-imaging und-Analyse

Fünf-Minuten-Probe-Verarbeitung erhöht die DNA-imaging und-Analyse

JILA haben Wissenschaftler entwickelt eine schnelle, einfache Probenvorbereitung, die verbessert die Bildgebung der DNA besser analysieren, Ihre physikalischen Eigenschaften und Wechselwirkungen.

Beschrieben in ACS Nano, JILA sanfte, aber effektive Verfahren beinhaltet das binden der DNA an Glimmer, einem Flachbild-Silikat-mineral. Dieser Prozess erstreckt sich die DNA-Konfiguration-ähnlich wie in den ausbau der Balg einer Ziehharmonika-so dass acht mal mehr von den Molekülen die analysiert werden können als mit bisherigen Methoden.

Atomic Force Microscopy (AFM) Abbildung der erweiterten Strukturen in der Flüssigkeit, verbessert die Qualität und Quantität der biophysikalischen Daten auf DNA und Ihre Wechselwirkung mit Proteinen. Die Methode produziert Bilder in hoher Qualität über einen weiten Bereich von salzkonzentrationen, darunter auch solche, die ähnlich denen in einer Zelle. Dies war bisher unmöglich, weil die verschiedenen Salze, die normalerweise miteinander konkurrieren, befestigen Sie die DNA an der Oberfläche oder zu stören, dass die Pfändung. Bilder mit hoher Auflösung zeigte die DNA der legendären Doppel-helix-Struktur, die aussieht wie eine Wendeltreppe.

JILA wird gemeinsam betrieben vom National Institute of Standards and Technology (NIST) und der University of Colorado in Boulder.

„Wir erwarten, dass diese neue Probenvorbereitung Methode den Weg ebnen zum tuning der Bindungsstärke der DNA auf eine Oberfläche, die sollten es ermöglichen, die Untersuchung der Dynamik von protein-DNA-komplexe,“ NIST/JILA Fellow Tom Perkins sagte.

AFM-Bildgebung der DNA wurde zuvor durchgeführt, in der sowohl Luft und Flüssigkeit, aber es gibt keine allgemein anerkannte Methode für die Zubereitung von DNA in Flüssigkeit, seiner normalen Umgebung. Mica ist eine ansprechende verbindlich Oberfläche, da ist es so Platt, aber es hat auch eine negative elektrische Ladung, die abstößt DNA, so dass Oberflächenbehandlungen notwendig sind. Aktuelle sample-prep-Verfahren kann in sehr kompakten DNA-Stücke, schlechte Bilder, oder Salz-Bedingungen, stören protein-DNA-Interaktionen.

JILA fünf-Minuten-Prozess umfasst pre-einweichen der Glimmer in einer nickel-Salz-Lösung, die sanfte Spülung und Trocknung, und die Bindung der DNA an den Glimmer in eine Lösung mit Magnesiumchlorid und Kaliumchlorid. Wie in einer Zelle, diese Salz-Bedingungen, die Erhaltung der Eigenschaften von Proteinen die Bindung an die DNA. Nach der protein-DNA-komplexe binden an den Glimmer, der Letzte Schritt vor der Bildgebung beinhaltet Spülen des Glimmers mit einer Lösung, die nickel-Chlorid, die fallen der DNA-Struktur durch Erhöhung der DNA-Glimmer von der Stärke der Wechselwirkung.

Zum ersten mal in der flüssigen, der Methode produziert AFM-Bilder der DNA, gebunden an die flache Oberfläche ohne irgendwelche änderungen an seiner bekannten mechanischen Eigenschaften, einschließlich Ihrer Breite, Länge und native Rückgrat Steifigkeit. JILA Wissenschaftler verwendet die neue Methode, um qualitativ hochwertige Bilder, die von DNA-und zwei protein-DNA-komplexe. Verbesserte Bilder der DNA-protein-komplexe helfen die Forscher sehen neue details von Prozessen wie DNA-Reparatur und den zellulären Stoffwechsel.