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

相关文章

Nature子刊:每天吃这种食物,1个月减轻压力

民以食为天,饮食直接影响着人类的健康。良好合理的健康饮食习惯是保健的一个重要方面,可使身体健康地生长、发育。不良的饮食习惯则会导致人体正常的生理功能紊乱而感染疾病。 近年来,越来越多的研究表......

一个月连发NS!华人学者:论文“通关”有诀窍

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/10/488388.shtm文|《中国科学报》记者张晴丹几年前,江志伟的朋友从国内给他带了一瓶茅台,他当时发下......

庄小威院士:新成像方法测量染色质的表观遗传修饰

空间组学方法的最新发展使得单细胞转录组分析和三维基因组组织具有较高的空间分辨率。空间分辨单细胞表观基因组学方法将扩展空间组学工具的知识库,加速对细胞和组织功能的空间调节的理解。2022年10月21日,......

90后女孩剑桥读博,3年两篇Nature一作

历时5年,跨越太平洋和大西洋,从中国到美国再到英国,王琰的博士研究生之旅于一年前在剑桥大学完结,顺利取得材料科学博士学位。今年8月,剑桥大学教授ManishChhowalla课题组在Nature介绍了......

《NatureMedicine》:中山大学团队为患者戴上防窥假面

2022年10月8日获悉,中山大学中山眼科中心教授林浩添团队基于3D重建和深度学习算法开发了一种名为“数字面具”(digitalmask)的新技术。它能够在擦除可识别特征的同时,保留诊断所需的疾病相关......

《NatureMethods》大脑地图图解

多年来,出现了多种“大脑地图”,每一种都关注不同的大脑过程,从新陈代谢到认知功能。虽然这些地图很重要,但单独使用它们会限制研究人员从中得出的发现。现在,来自蒙特利尔神经学研究所的一个团队和其他研究人员......

Nature撤回封面论文!全体9位作者极力反对

2020年10月14日,美国罗切斯特大学物理学家RangaDias和他的同事在Nature杂志上发表了一篇轰动整个物理界的成果,并登上了当期封面。他们声称发现了一种新型氢化物,在15℃的温度下可以观察......

Nature撤回封面论文!全体9位作者反对

文|张晴丹2020年10月14日,美国罗切斯特大学物理学家RangaDias和他的同事在Nature杂志上发表了一篇轰动整个物理界的成果,并登上了当期封面。他们声称发现了一种新型氢化物,在15℃的温度......

达到10篇!南京大学,同日2篇Nature

9月14日夜,南京大学两项重大科研突破同时刊登于《Nature》!南京大学缪峰教授合作团队在量子模拟前沿领域实现新突破,南京大学张勇教授、肖敏教授、祝世宁院士领衔的科研团队在下一代光电芯片制造领域取得......

摆脱“弃风弃电”,北大最新Nature带来新型电池

在河北丰宁的坝上草原上,有一片漫山遍野的白色风车。你如果仔细观察会发现,有部分风车并没有在转动,只有小部分在转动发电。“这是风车在有序停工,也就是我们说的‘弃风弃电’。”北京大学材料科学与工程学院特聘......