显微学重大突破！庄小威开发可以观察DNA解螺旋的显微镜

　　近日，来自哈佛大学的杰出华人教授庄小威教授课题组开发了一种基于折纸转子的成像和跟踪技术（origami-rotor-based imaging and tracking，ORBIT），这是一种利用荧光标记的DNA折纸转子在单分子水平上以毫秒的时间分辨率跟踪DNA旋转的方法，相关研究成果发表于Nature。

　　许多基因组加工过程（包括转录、复制和修复）会发生DNA的旋转。直接测量DNA旋转的方法，如转子珠追踪、棱角光学捕捉器和磁镊子等，有助于解开一系列基因组处理酶的作用机制，这些酶包括RNA聚合酶（RNA）、旋转酶（一种病毒DNA封装马达）和DNA重组酶。

图片来源：Nature

　　尽管旋转测量有可能改变我们对基因组处理反应的理解，但测量DNA旋转仍然是一项艰巨的任务。现有方法的时间分辨率不足以跟踪多种酶在生理条件下诱导的旋转，且测量通量通常较低。

　　为了解决这些问题，研究人员开发了ORBIT技术，研究人员使用ORBIT来跟踪由RecBCD复合物（一种参与DNA修复的螺旋酶）释放产生的DNA旋转，以及由RNAP转录产生的DNA旋转。研究人员描述了在RecBCD复合物诱导的DNA解开过程中发生的一系列事件--包括启动、过程易位、暂停和回溯--并揭示了一个涉及可逆的不依赖ATP的DNA解开和RecB马达参与的启动机制。在RNAP转录过程中，研究人员直接观察到单个碱基对展开相应的旋转步骤。

　　研究人员表示ORBIT将使研究蛋白质和DNA之间广泛的相互作用成为可能。

　　参考资料：

　　Xiaowei Zhuang et al. Rotation tracking of genome-processing enzymes using DNA origami rotors. Nature. DOI https：//doi.org/10.1038/s41586-019-1397-7