Gli scienziati della JILA hanno sviluppato un veloce, semplice metodo di preparazione del campione che migliora l'imaging del DNA per analizzare meglio le sue proprietà fisiche e interazioni.

Descritto in ACS Nano , JILA è gentile, tuttavia un processo efficace implica il legame del DNA con la mica, un minerale di silicato piatto. Questo processo estende la configurazione del DNA, simile all'espansione del mantice di una fisarmonica, in modo che sia possibile analizzare otto volte più della molecola rispetto ai metodi precedenti.

L'imaging con microscopia a forza atomica (AFM) delle strutture estese nel liquido ha migliorato la qualità e la quantità dei dati biofisici sul DNA e le sue interazioni con le proteine. Il metodo ha prodotto immagini di alta qualità su un'ampia gamma di concentrazioni di sale, compresi quelli simili a quelli trovati in una cella. In precedenza si pensava che ciò fosse impossibile perché diversi sali normalmente competono per attaccare il DNA alla superficie o interferire con quell'attaccamento. Le immagini ad alta risoluzione hanno rivelato l'iconica struttura a doppia elica del DNA, che sembra una scala contorta.

JILA è gestita congiuntamente dal National Institute of Standards and Technology (NIST) e dall'Università del Colorado Boulder.

"Ci aspettiamo che questo nuovo metodo di preparazione del campione apra la strada alla regolazione della forza di legame del DNA su una superficie, che dovrebbe facilitare lo studio della dinamica dei complessi proteina-DNA, " Ha detto Tom Perkins, membro del NIST/JILA.

L'imaging AFM del DNA è stato precedentemente eseguito sia in aria che in liquido, ma non esiste un metodo ampiamente accettato per preparare il DNA in liquido, suo ambiente normale. La mica è una superficie di rilegatura accattivante perché è così piatta, ma ha anche una carica elettrica negativa, che respinge il DNA, quindi sono necessari trattamenti superficiali. Gli attuali metodi di preparazione del campione possono produrre pezzi di DNA molto compatti, immagini povere, o condizioni di sale che interrompono le interazioni proteina-DNA.

Il processo di cinque minuti di JILA include il pre-ammollo della mica in una soluzione di sale di nichel, risciacquo e asciugatura delicati, e legame del DNA alla mica in una soluzione contenente cloruro di magnesio e cloruro di potassio. Come in una cella, queste condizioni di sale preservano le proprietà delle proteine ​​che si legano al DNA. Dopo che i complessi proteina-DNA si legano alla mica, il passaggio finale prima dell'imaging prevede il risciacquo della mica con una soluzione contenente cloruro di nichel, che intrappola la struttura del DNA aumentando la forza di interazione DNA-mica.

Per la prima volta in liquido, il metodo ha prodotto immagini AFM del DNA legato alla superficie piana senza alcuna alterazione delle sue ben note proprietà meccaniche, compresa la sua larghezza, lunghezza e rigidità nativa della spina dorsale. Gli scienziati di JILA hanno utilizzato il nuovo metodo per creare immagini di alta qualità del DNA e di due complessi proteina-DNA. Le immagini migliorate dei complessi DNA-proteina aiuteranno i ricercatori a vedere nuovi dettagli di processi come la riparazione del DNA e il metabolismo cellulare.