Nanomanipulation von RNA-Einzelmoleküle durch Optische Pinzetten

William Stephenson; Gorby Wan; Scott A. Tenenbaum; Pan T. X. Li

doi:10.3791/51542

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Methodenartikel

Nanomanipulation von RNA-Einzelmoleküle durch Optische Pinzetten

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DOI:

10.3791/51542

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20. August 2014

William Stephenson¹ , Gorby Wan² , Scott A. Tenenbaum³^,⁴ , Pan T. X. Li⁴^,⁵

¹Nanoscale Engineering Graduate Program, College of Nanoscale Science and Engineering, University at Albany, State University of New York, ²Nanoscale Science Undergraduate Program, College of Nanoscale Science and Engineering, University at Albany, State University of New York, ³Nanobioscience Constellation, College of Nanoscale Science and Engineering, University at Albany, State University of New York, ⁴The RNA Institute, University at Albany, State University of New York, ⁵Department of Biological Sciences, University at Albany, State University of New York

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Optische Pinzetten wurden verwendet, um die RNA-Faltung zu untersuchen, indem einzelne Moleküle von ihren 5'- und 3'-Enden gedehnt wurden. Hier werden gängige Verfahren zur Synthese von RNA-Molekülen für die Pinzette, zur Kalibrierung des Instruments und Methoden zur Manipulation einzelner Moleküle beschrieben.

Zusammenfassung

Ein großer Teil des menschlichen Genoms transkribiert wird, aber nicht übersetzt. In diesem Beitrag genomischen Ära, regulatorische Funktionen von RNA haben gezeigt, dass immer mehr wichtig zu sein. RNA-Funktion hängt oft von seiner Fähigkeit, alternative Strukturen annehmen, ist es schwierig, RNA dreidimensionale Strukturen direkt Sequenz vorherzusagen. Einzelmolekül Ansätze zeigen Potentiale, das Problem der RNA strukturellen Polymorphismus durch Überwachen Molekülstrukturen ein Molekül zu einem Zeitpunkt zu lösen. Diese Arbeit stellt eine Methode, um die Faltung und Struktur der einzelnen RNA-Moleküle mit Hilfe der optischen Pinzette gerade manipulieren. Erstens, Methoden zu synthetisieren Moleküle geeignet für Einzelmolekül-mechanische Arbeit werden beschrieben. Als nächstes werden verschiedene Eichverfahren, um die entsprechenden Operationen der optischen Pinzette sicherzustellen diskutiert. Als nächstes werden verschiedene Experimente erläutert. Um den Nutzen der Technik zu demonstrieren, Ergebnisse der mechanisch Entfaltung RNA Haarnadeln und ein einzelnes RNA Kissing Komplexes sind als Beweismittel verwendet. In diesen Beispielen wurde die Nanomanipulationstechnik verwendet, um das Falten der einzelnen Strukturdomäne, einschließlich sekundären und tertiären studieren unabhängig. Schließlich werden die Beschränkungen und zukünftige Anwendungen des Verfahrens diskutiert.

Einleitung

Die Entwicklung der optischen Pinzette Technik seit langem mit ihrer Anwendung in der biologischen Forschung begleitet. Wenn das optische Falleneffekt zuerst entdeckt wurde, beobachtet Arthur Ashkin, dass Bakterien in verunreinigtem Wasser kann an der Laserfokus ¹ gefangen werden. Seitdem, Trapping Bakterien hat sich zu einem unbeabsichtigten, lustiges Experiment für Generationen von Studenten der Biophysik sowie eine ernsthafte Recherche-Tool, um mikrobielle Physiologie ^2,3 studieren. Das optische Einfangen Technik verwendet fokussierten Laserstrahls, um einen mikroskopischen Objekt ¹ immobilisieren. Praktisch wird ein Laserfalle als....