Nanomanipulation של יחיד RNA מולקולות על ידי מלקחיים אופטיים

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

doi:10.3791/51542

הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

Nanomanipulation של יחיד RNA מולקולות על ידי מלקחיים אופטיים

14.8K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/51542

⸱

20 באוגוסט 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

מחברים מתאימים: Pan T. X. Li <pli@albany.edu>

במאמר זה

סיכום

פינצטה אופטית שימשה לחקר קיפול RNA על ידי מתיחת מולקולות בודדות מקצות 5' ו-3' שלהן. כאן מתוארים נהלים נפוצים לסינתזה של מולקולות RNA לפינצטה, כיול המכשיר ושיטות למניפולציה של מולקולות בודדות.

תקציר

חלק גדול מהגנום האנושי הוא עיבד אבל לא תורגם. בעידן הגנומי הודעה זו, פונקציות רגולטוריות של RNA הוכחו להיות חשוב יותר ויותר. כפונקציה RNA תלויה לעתים קרובות ביכולתה לאמץ מבנים חלופיים, שקשה לחזות מבנים תלת ממדיים RNA ישירות מרצף. מולקולה בודדת גישות פוטנציאלי מופע כדי לפתור את הבעיה של פולימורפיזם מבני RNA על ידי ניטור מבנים מולקולריים מולקולה אחת בכל פעם. עבודה זו מציגה שיטה כדי לתפעל את הקיפול ומבנה של מולקולות RNA בודדות באמצעות פינצטה אופטית בדיוק. ראשית, שיטות לסנתז מולקולות מתאימות לעבודה מכאנית מולקולה בודדת מתוארות. הנהלים הבא, שונים כיול כדי להבטיח את פעילותו התקינה של פינצטה האופטית הם דנו. בשלב הבא, ניסויים שונים מוסברים. כדי להדגים את התועלת של הטכניקה, קיסין תוצאות של סיכות ראש RNA מכאני התגלגלות וRNA בודדמורכב גרם משמשים כראיה. בדוגמאות אלה, טכניקת nanomanipulation שימשה ללמוד קיפול של כל תחום מבני, ובכלל זה משני ושלישוני, באופן עצמאי. לבסוף, המגבלות ויישומים עתידיים של השיטה הם דנו.

מבוא

הפיתוח של טכניקת פינצטה האופטית כבר מלווה ארוך עם היישום שלה במחקר ביולוגי. כאשר השפעת ההשמנה האופטית התגלתה לראשונה, ארתור Ashkin ציין כי חיידקים במים מזוהמים יכולים להיות לכוד במוקד הלייזר ^1. מאז, חיידקי השמנה הפכו ניסוי לא מכוון, כיף לדורות של תלמידי ביופיסיקה, כמו גם כלי מחקר רציניים ללמוד פיזיולוגיה של חיידקים ^2,3. טכניקת הלכידה האופטית משתמשת בקרן לייזר ממוקדת כדי לשתק אובייקט מיקרוסקופי ^1. למעשה, פונקציות מלכודת לייזר כמעיין אופטי, אשר מודד גם כוח (F) על האובייקט שנלכד על ידי עקירתה ממרכז המלכודת (ΔX). בטווח קצר, F = κ x ΔX, בκ הוא קבוע הקפיץ של המלכודת. המלכודת....