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DNA、RNA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DNA、RNA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zif268在DNA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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