High-Speed Magnetic Tweezers for Nanomechanical Measurements on Force-Sensitive Elements

Celine Park; Taehyun Yang; Sang-Hyun Rah; Hyun Gyu Kim; Tae-Young Yoon; Min Ju Shon

doi:10.3791/65137

Hochgeschwindigkeits-Magnetpinzette für nanomechanische Messungen an kraftempfindlichen Elementen

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Biochemistry
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High-Speed Magnetic Tweezers for Nanomechanical Measurements on Force-Sensitive Elements

Hochgeschwindigkeits-Magnetpinzette für nanomechanische Messungen an kraftempfindlichen Elementen

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08:50 min

May 12, 2023

DOI: 10.3791/65137-v

Celine Park*¹, Taehyun Yang*¹, Sang-Hyun Rah¹, Hyun Gyu Kim^2,3, Tae-Young Yoon^2,3, Min Ju Shon^1,4

¹Department of Physics,Pohang University of Science and Technology (POSTECH), ²School of Biological Sciences,Seoul National University, ³Institute for Molecular Biology and Genetics,Seoul National University, ⁴School of Interdisciplinary Bioscience and Bioengineering,Pohang University of Science and Technology (POSTECH)

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Hier beschreiben wir eine magnetische Hochgeschwindigkeitspinzette, die nanomechanische Messungen an kraftsensitiven Biomolekülen mit einer maximalen Rate von 1,2 kHz durchführt. Wir stellen seine Anwendung auf DNA-Haarnadeln und SNARE-Komplexe als Modellsysteme vor, aber es wird auch auf andere Moleküle anwendbar sein, die an mechanobiologischen Ereignissen beteiligt sind.

Biomoleküle unterliegen kleinen und schnellen strukturellen Veränderungen, oft als Reaktion auf Krafteinwirkungen. Hochauflösende magnetische Pinzetten können diese Dynamik unter physiologisch relevanten Kräften erforschen. Da die Methode nanoskalige Messungen mit einer Genauigkeit von Millisekunden durchführt, ist es möglich, subtile Veränderungen von Nukleinsäuren und Proteinen in Echtzeit zu überwachen.

Fehlfunktionen von ersttragenden und mechanosensitiven Proteinen können potenziell zu Herz-Kreislauf- und Muskel-Skelett-Erkrankungen führen. Eine magnetische Pinzette kann Aufschluss über die Wirkmechanismen dieser Proteine geben. Das Set muss richtig ausgerichtet und kalibriert sein, um gute Auflösungen zu erhalten.

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