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納米孔技術帶來基因調控新見解

日期:2015-08-27 08:53:01

 最近的一項研究表明,固態納米孔可以檢測轉錄因子與DNA之間的相互作用。因為轉錄因子是基因表達的主要調控因子,這一研究結果可能有廣泛的研究和臨床意義。相關研究結果發表在最近的《Scientific Reports》。

 

根據這項研究介紹,單分子生物傳感器可以快速檢測和表征轉錄因子與DNA的結合。調查結果表明,這些傳感器,稱為固態納米孔,有望為基因調控提供新的見解,并幫助科學家開發出治療細胞異常的新療法。

 

本文資深作者、波士頓大學和以色列理工學院的Amit Meller指出:“用納米孔掃描一個長的DNA分子,就像是通過你的手滑動一串珠子。在這個比喻中,我們可以大致感受到,珠子在哪里,它有多大,以及它是否在適當的地點系在一起,或是否可以沿繩子滑動。這種直接的感知方式給我們提供了關于蛋白質如何結合DNA的很多不同信息。

 

為了表征帶電荷的生物大分子,如DNARNA或蛋白質,Meller的研究小組,將納米孔安裝在一個流動的細胞中,分離成兩室,填充有電解質。用電極,他們應用兩個隔室之間的電壓差,從而導致離子電流通過納米孔,這帶領聚合物進入納米孔。隨著每個生物大分子通過,它會展開并暫時阻止離子電流。當分子通過固態納米孔時,通過監測離子電流和力,該研究團隊可以研究涉及到DNARNA和蛋白質的許多不同現象。

 

研究人員用他們的固態納米孔平臺,通過分析電流阻塞分段和穿過納米孔的持續時間,來檢測結合DNA的單個zif268轉錄因子。進一步的電流堵塞模式分析,可讓他們檢測和區分zif268DNA上的特異性和非特異性結合構象。

 

本文第一作者、波士頓大學的Allison Squires解釋說:“轉錄因子非特異性地結合DNA,作為尋找其特定結合位點的一部分。因為這種非特異性結合一般是很弱的,而且是短暫的,我們很難用現有的方法來描述。所以,用納米孔看到非特異性結合,確實顯示了我們這項技術的靈敏度。”

 

根據Meller介紹,研究轉錄因子結合的大多數方法,是批量的或間接的技術,只能檢測蛋白質與DNA相互作用的有限方面。他說:“納米孔技術的主要優點在于它的簡單、直接,能夠探測單個DNA-轉錄因子復合物。這可能是現有許多技術一個充滿吸引力的替代物,它開辟了未來研究的許多可能性。”

 


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