Биомолекулярное смещение является фундаментальным параметром при изучении механизма связанных с ними биологических функций. Одним из конкретных примеров является рибосома транслокации1,2, во время которого рибосома движется ровно на три нуклеотидов (nt) на посланника РНК (мРНК) обычно, и на один, два, или другие числа nt, за исключением трех в случае frameshifting. Таким образом, молекулярная система линейки одно-nt разрешение требуется, чтобы различать различные размеры шага. Более сложной задачей является зондирование рибосомного движения как на входной, так и с выездной сторон. Другими словами, только с двойной системой линейки мы сможем выявить, является ли мРНК плавно резьбой через рибосому, или есть промежуточные шаги, в которых обе стороны имеют различные размеры шагов, ведущих к изродоверженной или зацикленный мРНК конформации внутри Рибосома.
Было разработано несколько методов для решения первой задачи решения различных шагов на выходе из рибосомы (3' конец мРНК). Двойной анализ luciferase разрешает различные рамки чтения путем измерения соотношений в результате различных белков3,4. Она применима только для 3'конца мРНК и, следовательно, недостаточно, чтобы обеспечить полную картину транслокации. Масс-спектрометрия может анализировать различные фрагменты пептидав результате соответствующих перестановок кода 5. Но он не может точно определить, сколько NT рибосома движется на мРНК. Асса "Печатание на носе" является еще одним распространенным методом, который использует обратную транскрипцию, загрунтоваемую на 3'-дистальном конце, чтобы расшифровать мРНК к рибосоме6. Тем не менее, это не применимо для 5'конца мРНК, который входит в рибосому. Другие методы, в том числе одиночные подходы молекулы и методы флуоресценции7,трудно достичь одно-nt резолюции.
Мы разработали двойной анализ линейки ДНК, который может однозначно определять как входные, так и выходные позиции нераскрытой мРНК в комплексах рибосомы-мРНК. Правитель ДНК-олигомеры ДНК, которые образуют дуплексы определенного количества базовых пар (bp) с мРНК обнаружили рибосомы, независимо от того, какой конец мРНК. Bp номера затем точно выявить рибосомы позиции на мРНК во время транслокации. Номера bp дуплексов определяются их критическими силами диссоциации, полученными от принудительной спектроскопии намагниченной намагниченности (FIRMS)8. При неопределенности сил 2-3 pN, критические силы достаточны для того чтобы предложить разрешение одиночной. Путем снабжать молекулу связующего на правителях дна, стерически препятствовала стороне mRNA ribosome можно прощупать. Таким образом, различные рибосомные перемещения могут быть точно разрешены. Мы успешно показали уникальную зацикленный конформации мРНК в ловушке антибиотиков во время транслокации9, и решены различные рамки чтения, которые сосуществовали на скользкой последовательности мРНК10. В этой статье описаны детали двойного анализа правителя, которые включают в себя подготовку рибосомных комплексов, функционализацию поверхности стеклянных горок, иммобилизацию рибосомных комплексов и их гибридизацию с магнитно помеченным линейкой ДНК молекулы, магнитное обнаружение и анализ силового спектра FIRMS.