利用单分子工具箱探究DNA与蛋白质的相互作用：活细胞内、试管中及计算机模拟
生物大分子
2015-04-15 v1 生物物理
摘要
DNA结合蛋白在多种过程中发挥作用，许多作为分子机器运作，经历动态的亚稳态转变以实现其生物学功能。为了充分理解这种分子异质性，理想情况下必须在天然活体内环境中以单分子水平、以能够快速采样跨越自由能景观的分子转变的时间分辨方式，对DNA及其结合的蛋白质进行探究。在过去的十年中，利用物理科学的前沿工具在解决关于多种DNA结合蛋白的功能和作用模式的具有挑战性的生物学问题方面取得了进展。这些生理相关检测在技术上有挑战性，但可由强大且通常更易处理的体外实验补充，后者赋予化学环境优势，并增强了分子特征和转变事件的 single-to-noise 检测。在此，我们讨论已开发的一系列用于在活体内、体外和计算机模拟中监测DNA-蛋白质相互作用的技术。这些包括定制的单分子荧光显微镜技术，用于阐明细菌复制体的结构和动力学以及细菌染色体的结构维持，以及新的计算工具，用于从活细胞提取单分子分子特征，以监测活细胞中的化学计量、空间定位和迁移性。我们还讨论了实验室最近的体外进展，补充了这些活体内研究，其结合了光镊和磁镊，在新的超分辨率荧光显微镜中操纵和成像有或没有结合蛋白的DNA单分子。
引用
@article{arxiv.1504.03488,
title = {Probing DNA interactions with proteins using a single-molecule toolbox: inside the cell, in a test tube, and in a computer},
author = {Adam J. M. Wollman and Helen Miller and Zhaokun Zhou and Mark C. Leake},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.03488},
year = {2015}
}