DNAの活動をより現実的に可視化する技術(A more realistic look at DNA in action)

ad

2025-05-13 ノースウェスタン大学

ノースウェスタン大学の研究チームは、細胞内の混雑環境を再現することで、DNAの二重らせんを解離させるには従来考えられていたよりも大きな力が必要であることを発見した。水溶液中での実験とは異なり、実際の細胞内では周囲の分子がDNAに物理的圧力をかけ、その安定性を高めている。グリセロールやポリエチレングリコールを使い、磁気ピンセット技術で解離力を測定した結果、分子の種類や濃度がDNAの構造と機能に影響を与えることが明らかになった。

<関連情報>

分子クラウディングが機械的ストレスによるDNA鎖分離を抑制する Molecular Crowding Suppresses Mechanical Stress-Driven DNA Strand Separation

Parth Rakesh Desai ∙ John F. Marko
Biophysical Journal  Published:April 30, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.bpj.2025.04.024

ABSTRACT

Molecular crowding influences DNA mechanics and DNA-protein interactions and is ubiquitous in living cells. Quantifying the effects of molecular crowding on DNA supercoiling is essential to relating in vitro experiments to in vivo DNA supercoiling. We use single molecule magnetic tweezers to study DNA supercoiling in the presence of dehydrating or crowding co-solutes. To study DNA supercoiling, we apply a stretching force of 0.8 pN to the DNA and then rotate one end of the DNA to induce supercoiling. In a 200 mM NaCl buffer without co-solutes, negatively supercoiled DNA absorbs some of the tortional stress by forming locally melted DNA regions. The base pairs in these locally melted regions are believed to adopt a configuration where nucleotide base pairing is disrupted. We find that the presence of a dehydrating co-solute like glycerol further destabilizes base pairs in negatively supercoiled DNA. The presence of polyethylene glycol, commonly used as a crowding agent, suppresses local strand separation and results in plectoneme formation even when DNA is negatively supercoiled. The results presented in this letter suggest further directions for studies of DNA supercoiling and supercoiled DNA-protein interactions in molecular conditions that approximate in vivo molecular composition.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました