原子力显微镜研究λDNA组蛋白的相互作用

     对DNA与组蛋白的相互作用的认识是我们进一步了解其功能和探讨生命现象的重要基础。原子力显微镜(AFM)成像分辨率高、成像直观,且样品制备简单,不需要经过脱水、抽真空、染色、包埋等 这些会使生物分子结构发生一定改变的复杂处理过程,并可对生物分子在近生理条件下检测它们的动态结构信息。

     这些特点使得它成为研究生物大分子的结构及对其功能影响方面理想的分析检测工具。因此,自诞生之日起,就被迅速应用到了生物学领域。 研究DNA-蛋白质相互作用的方法很多,例如核酸适体技术、荧光技术、扫描探针显微镜技术、等离子共振技术、质谱技术等。本文主要借助原子力显微技术来研究二者的相互作用。其研究的主要内容体现在以下两个方面: 首先,对DNA的样品制备与拉直进行了深入探讨。在样品制备过程中,应用不同的试剂(如:Mg~(2+)、APTES、亚精胺等)来修饰云母表面,都成功地用原子力显微镜成像出DNA等分子图像。通过实验得知,三者都能较好成像DNA分子,但APTES对DNA成像条件更宽松。对DNA进行了单分子拉直操作时,通过水流与气流的作用使DNA分子拉直。

    首先在有Mg~(2+)参与的条件下拉直了DNA分子,并且也对APTES修饰的云母表面对DNA进行了拉直操作,效果都不错。不仅如此,我们也对吸附了组蛋白的Lambda DNA分子进行了拉直,也得到较好实验结果。 其次,对Lambda DNA-组蛋白相互作用进行了较深入的研究,分别在APTES云母和戊二醛处理过的云母表面来研究二者的相互作用。在APTES修饰过的云母表面来成像DNA-组蛋白复合体时,研究了不同浓度的组蛋白与DNA的相互作用。观察得到,当DNA浓度一定时,DNA-组蛋白结合数量随着组蛋白浓度的增加而增多。

    通过对DNA适当的拉直,我们对DNA-组蛋白结合能力进行了数量上的统计。当组蛋白浓度较大时,凝聚很容易观察到,但当组蛋白浓度大到某种程度时,云母表面很难再吸附此复合物。而用戊二醛处理云母时,首先研究了不同浓度的戊二醛修饰云母对成像的关系。发现戊二醛对云母表面的修饰具有高效性,并且戊二醛浓度大于0.001%时,戊二醛浓度增加对云母表面对样品的吸附能力影响并不明显。