原子力顯微鏡研究λDNA組蛋白的相互作用

     對DNA與組蛋白的相互作用的認識是我們進一步了解其功能和探討生命現象的重要基礎。原子力顯微鏡(AFM)成像分辨率高、成像直觀,且樣品制備簡單,不需要經過脫水、抽真空、染色、包埋等 這些會使生物分子結構發生一定改變的復雜處理過程,并可對生物分子在近生理條件下檢測它們的動態結構信息。

     這些特點使得它成為研究生物大分子的結構及對其功能影響方面理想的分析檢測工具。因此,自誕生之日起,就被迅速應用到了生物學領域。 研究DNA-蛋白質相互作用的方法很多,例如核酸適體技術、熒光技術、掃描探針顯微鏡技術、等離子共振技術、質譜技術等。本文主要借助原子力顯微技術來研究二者的相互作用。其研究的主要內容體現在以下兩個方面: 首先,對DNA的樣品制備與拉直進行了深入探討。在樣品制備過程中,應用不同的試劑(如:Mg~(2+)、APTES、亞精胺等)來修飾云母表面,都成功地用原子力顯微鏡成像出DNA等分子圖像。通過實驗得知,三者都能較好成像DNA分子,但APTES對DNA成像條件更寬松。對DNA進行了單分子拉直操作時,通過水流與氣流的作用使DNA分子拉直。

    首先在有Mg~(2+)參與的條件下拉直了DNA分子,并且也對APTES修飾的云母表面對DNA進行了拉直操作,效果都不錯。不僅如此,我們也對吸附了組蛋白的Lambda DNA分子進行了拉直,也得到較好實驗結果。 其次,對Lambda DNA-組蛋白相互作用進行了較深入的研究,分別在APTES云母和戊二醛處理過的云母表面來研究二者的相互作用。在APTES修飾過的云母表面來成像DNA-組蛋白復合體時,研究了不同濃度的組蛋白與DNA的相互作用。觀察得到,當DNA濃度一定時,DNA-組蛋白結合數量隨著組蛋白濃度的增加而增多。

    通過對DNA適當的拉直,我們對DNA-組蛋白結合能力進行了數量上的統計。當組蛋白濃度較大時,凝聚很容易觀察到,但當組蛋白濃度大到某種程度時,云母表面很難再吸附此復合物。而用戊二醛處理云母時,首先研究了不同濃度的戊二醛修飾云母對成像的關系。發現戊二醛對云母表面的修飾具有高效性,并且戊二醛濃度大于0.001%時,戊二醛濃度增加對云母表面對樣品的吸附能力影響并不明顯。