Name: Fototermal Rezonans Kılavuz Çekme Kullanılarak DNA Üç Köşeli Yıldız Motifi Kendi Kendine Montajın Yüksek Hızlı Atomik Kuvvet Mikroskobu Görüntülemesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 59 s
Description: Keşfedin, fototermal rezonans kılavuz çekme yöntemiyle yüksek hızlı atomik kuvvet mikroskobu kullanarak DNA üç köşeli yıldız motiflerinin kendi kendine montajını nasıl görüntüleyebilirsiniz. Bu protokol, biyomoleküler etkileşimleri nanometre ölçeğinde incelemek için optimize edilmiş görüntüleme parametreleri sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<meta charset="utf8"></head><body>PORT Yüksek Hızlı Atomik Kuvvet Mikroskobu ile DNA Yıldız Motiflerinin Geliştirilmiş Görüntülenmesi

<ol><li>Ando, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+atomic+force+microscopy+and+its+future+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Reviews%22%5BJournal%5D)">High-speed atomic force microscopy and its future prospects.</a> Biophysical Reviews. 10 (2), 285-292 (2017).</li>
<li>Uchihashi, T., Scheuring, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+high-speed+atomic+force+microscopy+to+real-time+visualization+of+dynamic+biomolecular+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Biochimica+Et+Biophysica+Acta.+General+Subjects%22%5BJournal%5D)">Applications of high-speed atomic force microscopy to real-time visualization of dynamic biomolecular processes.</a> Biochimica Et Biophysica Acta. General Subjects. 1862 (2), 229-240 (2018).</li>
<li>Eghiaian, F., Rico, F., Colom, A., Casuso, I., Scheuring, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+atomic+force+microscopy%3A+Imaging+and+force+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Letters%22%5BJournal%5D)">High-speed atomic force microscopy: Imaging and force spectroscopy.</a> FEBS Letters. 588 (19), 3631-3638 (2014).</li>
<li>Umeda, K., McArthur, S. J., Kodera, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+resolution+in+high-speed+atomic+force+microscopy+for+studying+biological+macromolecules+in+action%5BTitle%5D)+AND+%22Microscopy%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal resolution in high-speed atomic force microscopy for studying biological macromolecules in action.</a> Microscopy. 72 (2), 151-161 (2023).</li>
<li>Nievergelt, A. P., Banterle, N., Andany, S. H., Gönczy, P., Fantner, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+photothermal+off-resonance+atomic+force+microscopy+reveals+assembly+routes+of+centriolar+scaffold+protein+SAS-6%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">High-speed photothermal off-resonance atomic force microscopy reveals assembly routes of centriolar scaffold protein SAS-6.</a> Nature Nanotechnology. 13 (8), 696-701 (2018).</li>
<li>Heath, G. R., Scheuring, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+AFM+height+spectroscopy+reveals+%C2%B5s-dynamics+of+unlabeled+biomolecules%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">High-speed AFM height spectroscopy reveals µs-dynamics of unlabeled biomolecules.</a> Nature Communications. 9, 4983(2018).</li>
<li>Ando, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAndo%2C+T+%22High-Speed+Atomic+Force+Microscopy+in+Biology%22">High-Speed Atomic Force Microscopy in Biology</a>. , Springer. Berlin, Heidelberg. (2022).</li>
<li>Fukuda, S., Ando, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Faster+high-speed+atomic+force+microscopy+for+imaging+of+biomolecular+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Faster high-speed atomic force microscopy for imaging of biomolecular processes.</a> Review of Scientific Instruments. 92 (3), 033705(2021).</li>
<li>Jiao, F., Cannon, K. S., Lin, Y. -C., Gladfelter, A. S., Scheuring, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hierarchical+assembly+of+septins+revealed+by+high-speed+AFM%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">The hierarchical assembly of septins revealed by high-speed AFM.</a> Nature Communications. 11 (1), 5062(2020).</li>
<li>PeakForce Tapping. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.bruker.com/en/products-and-solutions/microscopes/materials-afm/afm-modes/peakforce-tapping.html">https://www.bruker.com/en/products-and-solutions/microscopes/materials-afm/afm-modes/peakforce-tapping.html</a> (2023).</li>
<li>Wang, S., Hao, C. Principle and application of peak force tapping mode atomic force microscope. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWang%2C+S+%22International+Conference+on+Cognitive-based+Information+Processing+and+Applications+%28CIPA+2021%29%22">International Conference on Cognitive-based Information Processing and Applications (CIPA 2021)</a>. , Springer. Singapore. 671-679 (2022).</li>
<li>Krotil, H. -U., Stifter, T., Waschipky, H., Weishaupt, K., Hild, S., Marti, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+force+mode%3A+a+new+method+for+the+investigation+of+surface+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+and+Interface+Analysis%22%5BJournal%5D)">Pulsed force mode: a new method for the investigation of surface properties.</a> Surface and Interface Analysis. 27 (5-6), 336-340 (1999).</li>
<li>Rosa-Zeiser, A., Weilandt, E., Hild, S., Marti, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+simultaneous+measurement+of+elastic%2C+electrostatic+and+adhesive+properties+by+scanning+force+microscopy%3A+pulsed-force+mode+operation%5BTitle%5D)+AND+%22Measurement+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">The simultaneous measurement of elastic, electrostatic and adhesive properties by scanning force microscopy: pulsed-force mode operation.</a> Measurement Science and Technology. 8 (11), 1333(1997).</li>
<li>De Pablo, P. J., Colchero, J., Gómez-Herrero, J., Baró, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Jumping+mode+scanning+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Jumping mode scanning force microscopy.</a> Applied Physics Letters. 73 (22), 3300-3302 (1998).</li>
<li>Umeda, N., Ishizaki, S., Uwai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scanning+attractive+force+microscope+using+photothermal+vibration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vacuum+Science+%26+Technology+B%22%5BJournal%5D)">Scanning attractive force microscope using photothermal vibration.</a> Journal of Vacuum Science & Technology B. 9 (2), 1318-1322 (1991).</li>
<li>Avakyan, N., Conway, J. W., Sleiman, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-range+ordering+of+blunt-ended+DNA+tiles+on+supported+lipid+bilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Long-range ordering of blunt-ended DNA tiles on supported lipid bilayers.</a> Journal of the American Chemical Society. 139 (34), 12027-12034 (2017).</li>
<li>Wang, R., Kuzuya, A., Liu, W., Seeman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blunt-ended+DNA+stacking+interactions+in+a+3-helix+motif%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Blunt-ended DNA stacking interactions in a 3-helix motif.</a> Chemical Communications. 46 (27), 4905-4907 (2010).</li>
<li>Parikka, J. M., Sokołowska, K., Markešević, N., Toppari, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Constructing+large+2D+lattices+out+of+DNA-tiles%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Constructing large 2D lattices out of DNA-tiles.</a> Molecules. 26 (6), 1502(2021).</li>
<li>He, Y., Chen, Y., Liu, H., Ribbe, A. E., Mao, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+hexagonal+DNA+two-dimensional+%282D%29+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of hexagonal DNA two-dimensional (2D) arrays.</a> Journal of the American Chemical Society. 127 (35), 12202-12203 (2005).</li>
<li>Lipid-DNA Method. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://sabatinilab.wi.mit.edu/sabatini_public/reverse_transfection/lipid_dna_method.htm">http://sabatinilab.wi.mit.edu/sabatini_public/reverse_transfection/lipid_dna_method.htm</a> (2023).</li>
<li>Pyne, A. L. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Base-pair+resolution+analysis+of+the+effect+of+supercoiling+on+DNA+flexibility+and+major+groove+recognition+by+triplex-forming+oligonucleotides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Base-pair resolution analysis of the effect of supercoiling on DNA flexibility and major groove recognition by triplex-forming oligonucleotides.</a> Nature Communications. 12 (1), 1053(2021).</li>
<li>Kielar, C., Zhu, S., Grundmeier, G., Keller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+assessment+of+tip+effects+in+single-molecule+high-speed+atomic+force+microscopy+using+DNA+origami+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+%28International+Ed.+in+English%29%22%5BJournal%5D)">Quantitative assessment of tip effects in single-molecule high-speed atomic force microscopy using DNA origami substrates.</a> Angewandte Chemie (International Ed. in English). 59 (34), 14336-14341 (2020).</li>
<li>Nievergelt, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-range+HS-AFM+imaging+of+DNA+self-assembly+through+in+situ+data-driven+control%5BTitle%5D)+AND+%22Small+Methods%22%5BJournal%5D)">Large-range HS-AFM imaging of DNA self-assembly through in situ data-driven control.</a> Small Methods. 3 (7), 1900031(2019).</li>
<li>Caroprese, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+flexibility+dominates+over+binding+strength+for+supramolecular+crystallinity%5BTitle%5D)+AND+%22bioRxiv%22%5BJournal%5D)">Structural flexibility dominates over binding strength for supramolecular crystallinity.</a> bioRxiv. , (2023).</li>
<li>Welcome to Mao Group. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.chem.purdue.edu/mao/index.html">https://www.chem.purdue.edu/mao/index.html</a> (2023).</li>
<li>Nievergelt, A. P., Andany, S. H., Adams, J. D., Hannebelle, M. T., Fantner, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Components+for+high-speed+atomic+force+microscopy+optimized+for+low+phase-lag%5BTitle%5D)+AND+%222017+IEEE+International+Conference+on+Advanced+Intelligent+Mechatronics+%28AIM%29%22%5BJournal%5D)">Components for high-speed atomic force microscopy optimized for low phase-lag.</a> 2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM). , Munich, Germany. (2017).</li>
<li>SPM Controller/Software. EPFL. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.epfl.ch/labs/lbni/spm-controller-software/">https://www.epfl.ch/labs/lbni/spm-controller-software/</a> (2023).</li>
<li>Open Hardware. EPFL. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.epfl.ch/labs/lbni/openhardware/">https://www.epfl.ch/labs/lbni/openhardware/</a> (2023).</li>
<li>AFM head for small cantilevers with photothermal drive. EPFL. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.epfl.ch/labs/lbni/smallleverhead/">https://www.epfl.ch/labs/lbni/smallleverhead/</a> (2023).</li>
<li>AFM head for small cantilevers with photothermal drive. BioLever. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.keybond.com.tw/index.php?route=product/category&path=87_89_88&lang_code=zh-TW">https://www.keybond.com.tw/index.php?route=product/category&path=87_89_88&lang_code=zh-TW</a> (2023).</li>
<li>BioLever. AppNano. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.appnano.com/product-page/biolever">https://www.appnano.com/product-page/biolever</a> (2023).</li>
<li>Python Scripting. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://gwyddion.net/documentation/user-guide-en/pygwy.html">http://gwyddion.net/documentation/user-guide-en/pygwy.html</a> (2023).</li>
<li>Stahl, S. W., Puchner, E. M., Gaub, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photothermal+cantilever+actuation+for+fast+single-molecule+force+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Photothermal cantilever actuation for fast single-molecule force spectroscopy.</a> Review of Scientific Instruments. 80 (7), 073702(2009).</li>
<li>Kangül, M., Asmari, N., Andany, S. H., Penedo, M., Fantner, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+feedback+performance+in+off-resonance+AFM+modes+through+pulse+train+sampling%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">Enhanced feedback performance in off-resonance AFM modes through pulse train sampling.</a> arXiv. , (2023).</li>
<li>Giessibl, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Modern+Physics%22%5BJournal%5D)">Advances in atomic force microscopy.</a> Reviews of Modern Physics. 75 (3), 949-983 (2003).</li>
<li>Ando, T. High-Speed Atomic Force Microscopy (AFM). <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAndo%2C+T+%22Encyclopedia+of+Biophysics%22">Encyclopedia of Biophysics</a>. , Springer. Berlin, Heidelberg. (2013).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>AC10DS</td><td>Olympus</td><td>BL-AC10FS-A2</td><td>Üretimi Durduruldu&nbsp;</td></tr><tr><td>Biometra Kompakt XS/S</td><td>Biometra GmbH</td><td>846-025-199&nbsp;</td><td>Elektroforez ve nbsp; ünitesi</td></tr><tr><td>Biometra TRIO</td><td>Biometra GmbH</td><td>207072X</td><td>tavlama için termodöngüleyici</td></tr><tr><td>Özel AFM kurulumu</td><td>Biyo-Nano Enstrümantasyon Laboratuvarı, Fakülteler Arası Biyomühendislik Enstitüsü, Mühendislik Fakültesi, Ecole Polytechnique F&eacute; d&eacute; rale Lozan</td><td></td><td>Biyo-Nano Enstrümantasyon Laboratuvarı aracılığıyla elde edilebilir</td></tr><tr><td>EDTA</td><td>ITW Reaktifleri</td><td>A5097</td><td>Tavlama tamponunda</td></tr><tr><td>Lazer Güç Ölçer</td><td></td><td>Thorlabs PM100D</td><td>Dijital El Optik&nbsp; Güç ve Enerji Ölçer Konsolu</td></tr><tr><td>Canlı 3AP Güç Kaynağı, MP-310</td><td>Büyük Bilim</td><td>MP-310</td><td>Elektroforez Güç</td></tr><tr><td>Kaynağı MgAc2</td><td>ABCR GmbH</td><td>AB544692</td><td>Tavlama tamponunda</td></tr><tr><td>TBE</td><td>Thermo Scientific</td><td>327330010</td><td>Elektroforez için çalışan tampon</td></tr><tr><td>TRIS</td><td>Bio-Rad</td><td>1610719</td><td>Tavlama tamponunda</td></tr></tbody></table>

fototermal rezonans kılavuz Çekme kullanılarak dna Üç köşeli yıldız motifi kendi kendine montajın yüksek hızlı atomik kuvvet mikroskobu görüntülemesi

High-Speed Atomic Force Microscopy Imaging of DNA Three-Point-Star Motif Self Assembly Using Photothermal Off-Resonance Tapping

Bu araştırmada, DNA 3 noktalı yıldız motiflerinin kararlı adalara dinamik montaj süreci, HS-PORT AFM'nin yetenekleri kullanılarak başarılı bir şekilde gözlemlendi. Bu teknik, bu yapıların montajını gerçek zamanlı olarak yakalamamızı sağladı. Şekil 2A,B'de, 100 kHz PORT hızı (200 nm x 100 nm tarama boyutu) için sırasıyla 800 Hz ve 800 Hz çizgi hızlarında net bir görüntü taraması elde ediyoruz. Bu, piksel başına sırasıyla 3,9 ve 1,95 salınım döngüsüne karşılık gelir. Bununla birlikte, piksel başına en az bir salınım döngüsüne izin verecek PORT hızında eşzamanlı artışlar olmadan daha yüksek hızlarda görüntüleme, Şekil 2C'de görülebileceği gibi (piksel başına 0,78 salınım döngüsü) görüntü kalitesini büyük ölçüde azaltacaktır. Görüntüleme hızı, topografya değişim hızı yüzey örnekleme hızında izlenemeyecek kadar hızlı hale geldiğinden, konsolun uygun uç-numune kuvveti kontrolü ile yüzeyi problama hızı ile sınırlıdır.
Yeterince yüksek bir PORT hızı ayarlamanın yanı sıra, PORT eğrilerinin kuvvetleri kontrol etmek için gerekli bilgileri içermesi önemlidir. Özellikle hidrodinamik sürtünme ve düşük algılama bant genişliği, uygulanan kuvveti gizleyebilir. Şekil 3, gürültüyü azaltmak için ortalama 4096 eğri kullanarak numunenin yüzeyinden farklı mesafelerde konsol sapmasını ve uyarma frekansı oranlarını göstermektedir. Şekil 3A'daki (100 kHz PORT hızı için) ve Şekil 3D'deki (500 Hz PORT hızı için) mavi eğriler, konsol yüzeyden uzakta olduğunda ve serbestçe salındığında (bir salınım döngüsü sırasında yüzeye temas etmediğinde) konsol hareketini temsil eder. Kırmızı eğriler, konsol yüzeye yakın salındığında ve aralıklı olarak yüzeye temas ettiğinde ve numuneyi inceleyerek konsol sapmasını gösterir. Gerçek etkileşim eğrisini ve dolayısıyla uç-örnek etkileşimini elde etmek için, sırasıyla Şekil 3B,E'yi elde etmek için mavi eğriyi kırmızı eğriden çıkarırız. Tahribatsız biyo-numune görüntüleme için gerekli olan net bir etkileşim eğrisi örneği Şekil 3B'de gösterilmiştir. Bu konfigürasyon, PORT hızının 100 kHz olduğu Şekil 3C'de gösterilen iyi görüntüleme kalitesine yol açar. Konsol rezonansına yakın uyarma frekansını artırdıkça, bir noktada, konsol, uyarma lazer gücünü yükselttikten sonra yüzeyden ayrılmak için yeterli genlik salınımı gösterse bile geri besleme kontrolü bozulur (Şekil 3E). PORT frekansı konsol rezonans frekansına çok yakınsa, konsol rezonansı, konsol dinamiğinin zaman tepkisini sınırlar. Konsol bükülmesi, bu nedenle artık uç-numune etkileşimini doğru bir şekilde temsil etmemektedir ve elde ettiğimiz etkileşim eğrisi gizlenmiştir. Bu, Şekil 3F'de gösterildiği gibi görüntü kalitesinin düşmesine yol açar.
Şu anda ticari yüksek hızlı AFM konsollarının sınırlayıcı faktörlerinden biri olan daha yüksek frekanslarda33 azalan çalıştırma verimliliği nedeniyle daha yüksek PORT frekanslarında tehlikeye atılmış bir etkileşim eğrisi de meydana gelebilir. Bu azalma sonunda, uygun görüntülemenin engellendiği roll-off'ta bir eşik seviyesine ulaşır: salınım genliği yüzeyden ayrılmak için yetersiz olabilir ve uç her zaman temas halindedir ve numune yapılarına zarar verir. Daha yüksek PORT oranlarında neden olan genlikteki azalmayı önlemek için, lazer gücünde bir artış araştırdık. Bu etkiyi daha iyi gözlemlemek için daha yüksek lazer güçlerine ulaşabilen bir PORT kafası kullandık. Bir güç ölçer ile ölçtüğümüz uyarma lazerinin lazer gücü, DC ve AC bileşenlerine ayrıldı. Toplam güç, yazılım üzerinde lazer diyot kontrol devresine gönderilen tepeden tepeye voltaj (tepeden tepeye AC girişi) ve DC voltajı (DC ofset girişi) ayarlanarak kontrol edilir. Şekil 4A , artan tepeden tepeye AC girişinden kaynaklanan tepeden tepeye konsol salınım genliğini gösterir. Beklendiği gibi, salınım genliği AC giriş değeri ile iyi bir korelasyon gösterir. Bu tepeden tepeye genliklerin normalde PORT görüntülemede kullanılandan daha yüksek olduğuna dikkat etmek önemlidir. Kırılgan numuneleri görüntülerken, AC genliği 10-30 nm mertebesindedir. Şekil 4B , artan DC ofset girişleri için tepeden tepeye konsol salınım genliğini gösterir. Tepeden tepeye salınım genliği, DC ofset voltaj aralığı üzerinde oldukça sabit kalır. Küçük varyasyonları algılamadaki doğrusal olmayanlara bağlıyoruz. Şekil 4C , artan tepeden tepeye AC'den kaynaklanan AC ve DC lazer güç bileşenlerinin artışını göstermektedir. Şekil 4D , artan DC giriş ofsetinden kaynaklanan AC ve DC lazer güç bileşenlerinin artışını göstermektedir.
Tepeden tepeye AC girişini ve DC ofset girişini artırmanın etkileri, toplam güç ve salınım genliği üzerindeki ilgili etkileri belirlemek için ayrı ayrı test edildi. Lazer gücündeki bir artış, muhtemelen sıcaklık artışı nedeniyle numunenin bozulmasına neden olurken, salınım genliğindeki bir artış, numune5 üzerindeki darbe kuvvetini artıracaktır. Yalnızca tepeden tepeye AC girişinin arttırılması, Şekil 4C'de gösterildiği gibi toplam lazer gücü artışı üzerinde daha az etkiye sahip olacak ve Şekil 4A'da gösterildiği gibi ağırlıklı olarak konsol salınım genliğini (ve sonuç olarak darbe kuvvetini) artıracaktır. DC ofset girişinin arttırılması, Şekil 4D'de gösterildiği gibi, numuneyi ısıtan ancak Şekil 4B'de görüldüğü gibi sapma genliği üzerinde ihmal edilebilir bir etkiye sahip olacak olan lazer güç çıkışının artışı üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olacaktır. Görüntüleme sonuçları Şekil 4E,F'de gösterilmiştir. Şekil 4E, en düşük tepeden tepeye AC girişi (soldaki resim, mavi daire içine alınmış) ve en yüksek tepeden tepeye AC girişi (sağdaki resim, kırmızı daire içine alınmış) için DNA 3PS'yi göstermektedir, bu da muhtemelen daha yüksek kuvvetler yoluyla numune hasarına neden olur. Şekil 4F, yapıların hasar gördüğü en düşük DC ofset girişi (soldaki resim, mavi daire içine alınmış) ve en yüksek DC ofset girişi (sağdaki resim, kırmızı daire içine alınmış) için DNA 3PS'yi sergiler.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66470/66470fig01.jpg"> 
Resim 1: HS-AFM kurulumu. (A) AFM'nin tarayıcısı ve tabanı üzerindeki PORT kafası, (i) konsol üzerindeki okunan lazer odağını ayarlamak için düğme, (ii) konsol üzerindeki okunan lazer konumunu ayarlamak için düğme, (iii) lazerin fotodiyot üzerindeki yatay konumunu ayarlamak için düğme, (iv) lazerin fotodiyot üzerindeki dikey konumunu ayarlamak için düğme, ve (v) fototermal tahrik lazerinin konsol üzerindeki konumunu ayarlamak için düğmeler. (B) Numune aşaması ile başın enine kesit görünümünde konsolun yakın çekimi, burada (vi) konsolu tutan yaylı klipstir. Sıvı enjeksiyon kanalı kırmızı ile işaretlenmiştir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66470/66470fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66470/66470fig02.jpg"> 
Şekil 2: AC10 ile 100 kHz PORT hızında farklı hat hızlarında görüntülenen DNA 3PS örneği. (A) 100 Hz (piksel başına 3,9 salınım döngüsü), (B) 200 Hz (piksel başına 1,95 salınım döngüsü) ve (C) 500 Hz (piksel başına 0,78 salınım döngüsü). Görüntüler 350 pN veya daha düşük ayar noktalarında çekildi. Ölçek çubuğu 200 nm. Görüntülemeden sonra sapma duyarlılığı elde etmek için bir kuvvet eğrisi alındı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66470/66470fig02large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66470/66470fig03v3.jpg"> 
Şekil 3: 100 KHz ve 500 kHz PORT hızlarında konsol sapması, etkileşim eğrisi ve görüntü kalitesi. (A) Konsol sapması (konsol serbest salınımı mavi renkte yüzeye yakın ancak yüzeye değmiyor ve konsol yüzeyle aralıklı olarak kırmızı temas halindeyken konsol salınımı), (B) etkileşim eğrisi ve (C) 100 kHz PORT hızı için ilgili görüntü kalitesi. (D) Konsol sapması (mavi renkte yüzeye yakın ancak yüzeye temas etmeyen konsol serbest salınımı ve konsol yüzeyle aralıklı olarak temas halindeyken kırmızı renkte salınması), (E) etkileşim eğrisi ve (F) 500 kHz PORT hızı için ilgili görüntü kalitesi. Görüntüler 100 Hz. Ölçek çubuğu 200 nm çizgi hızında çekildi. Görüntülemeden sonra sapma duyarlılığı elde etmek için bir kuvvet eğrisi alındı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66470/66470fig03largev3.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66470/66470fig04.jpg"> 
Şekil 4: Tepeden tepeye AC giriş voltajının etkisi DC ofset giriş voltajı. (A) tepeden tepeye AC giriş voltajını ve (B) DC ofset giriş voltajını artırmanın konsolun tepeden tepeye salınımı üzerindeki etkisi. (C) tepeden tepeye AC giriş voltajını ve (D) DC ofset giriş voltajını artırmanın AC ve DC lazer gücü üzerindeki etkisi. Minimum (mavi daire içine alınmış) ve maksimum (kırmızı daire içine alınmış) görüntüleme kalitesi: (E) tepeden tepeye AC giriş voltajı ve (F) DC ofset giriş voltajı. Tepeden tepeye AC giriş voltajı arttırılırken, DC ofset giriş voltajı 600 mV'de tutuldu. DC ofset giriş voltajı arttırılırken, tepeden tepeye AC giriş voltajı 200 mV'de tutuldu. Yüksek güçlü yapılandırma için numune bütünlüğünden ödün verilir. PORT hızı 100 kHz'de ve hat hızı 100 Hz'de tutuldu. Ölçek çubuğu 200 nm. Görüntülemeden sonra sapma duyarlılığı elde etmek için bir kuvvet eğrisi alındı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66470/66470fig04large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Fototermal Rezonans Kılavuz Çekme Kullanılarak DNA Üç Köşeli Yıldız Motifi Kendi Kendine Montajın Yüksek Hızlı Atomik Kuvvet Mikroskobu Görüntülemesi

High-speed atomic force microscopy (HS-AFM) is a popular molecular imaging technique for visualizing single-molecule biological processes in real-time due ...

high-speed-atomic-force-microscopy-imaging-dna-three-point-star-motif

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Plazmid DNA, sitoplazmik proteinleri ve DNA-protein kompleksleri görselleştirme dokunarak modu için bir atomik kuvvet mikroskobu (AFM) yöntemi açıklanmıştır. Bu yöntem, biyokimyasal manipülasyon AFM görüntüleme örnekleri hazırlamak için alternatif yaklaşımlar içerir. Spesifik protein etkileşim bölgeleri içeren DNA yakın fizyolojik tampon koşulları görülmektedir.

Atomik Kuvvet Mikroskobu kullanılarak Rekombinant DNA ve Protein Kompleksleri Görselleştirme

Bu videoda, tek moleküllü görüntüleme kullanarak belirli lokuslarda DNA molekülleri üzerinde füzyon proteini yoğunlaşmalarının montajını görselleştirmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu kondensatlar, RNA polimeraz II'nin işe alınmasına ve gelişmiş gen transkripsiyonuna izin veren LCD-LCD ve LCD-DBD etkileşimleri nedeniyle oluşur.

DNA perdeleri üzerinde füzyon proteini kondensatlarının montajını görselleştirmek için tek moleküllü görüntüleme

Bu videoda, birleştirilmiş nükleozomları görselleştirmek için statik atomik kuvvet mikroskobunu gösteriyoruz. Bu yüksek çözünürlüklü görüntüleme tekniği, nükleozom yapısının incelenmesine izin verir.

Birleştirilmiş nükleozomları görselleştirmek ve karakterize etmek için statik atomik kuvvet mikroskobu

Bu videoda, nükleozom komplekslerinin dinamiklerini incelemek için yüksek hızlı hızlandırılmış atomik kuvvet mikroskobu, AFM, görüntüleme tekniklerini gösteriyoruz. AFM ucu nükleozomun yüzeyini tararken, nükleozom yüksekliğindeki değişiklikleri tespit eder ve zaman içinde DNA'nın açılmasını kaydeder.

Nükleozom dinamiklerini yakalamak için yüksek hızlı hızlandırılmış atomik kuvvet mikroskobu

Burada iki optik kapalı kalmış mikro-arasında asılı tek bir DNA molekülü ile etkileşim tek floresan etiketli protein molekülü tespit etmek için cihazları ve yöntemleri tarif etmektedir.

Protein-DNA Etkileşiminin Çalışmaları Tek molekül Manipülasyon ve Görüntüleme birleştiren

Semiflexible polimerler canlı sistemler tarafından yaygın olarak uygulanan benzersiz mekanik özellikler görüntüler. Ancak, polimer sertlik gibi özellikleri erişilemez olduğundan biyopolimer sistematik çalışmalar sınırlıdır. Bu müsvedde filaman sertlik etkisi üzerinde deneysel çalışmalar etkinleştirme programlanabilir DNA nanotüpler tarafından bu sınırlama nasıl hile açıklar.

DNA nanotüpler Semiflexible polimerler eğitim için çok yönlü bir araç olarak

Bu makale T4 ligasyonu ve küçük dairesel DNA molekülleri tavlama, denaturing sayfa arıtma için detaylı bir protokolü sunar ve yerel sayfa analizi dairesel fayans, montaj ve AFM görüntüleme 1D ve 2D DNA nanoyapıların yanı sıra özel jel sonlu DNA nanoyapıların Elektroforez ve Santrifüjü arıtma.

İstikrarlı DNA motifleri, 1D ve 2D nanoyapıların küçük dairesel DNA molekülleri inşa

Burada, nucleosome parçacıklar, statik ve hızlandırılmış atomik kuvvet mikroskobu (AFM) görüntüleme teknikleri kullanılarak tek molekül düzeyinde karakterize etmek için bir iletişim kuralı mevcut. Yakalama yapısı ve dinamik oluşturarlar içinde olan yüzey functionalization yöntemi sağlar nano, yüksek çözünürlüklü.

Atomik kuvvet mikroskobu Imaging'i kullanma oluşturarlar dinamikleri ve yapısını sondalama

Burada, kuvvete duyarlı biyomoleküller üzerinde maksimum 1.2 kHz hızında nanomekanik ölçümler yapan yüksek hızlı bir manyetik cımbız kurulumunu açıklıyoruz. DNA saç tokalarına ve SNARE komplekslerine model sistemler olarak uygulanmasını tanıtıyoruz, ancak mekanobiyolojik olaylarda yer alan diğer moleküllere de uygulanabilecektir.

Kuvvete duyarlı elemanlarda nanomekanik ölçümler için yüksek hızlı manyetik cımbız

Bu makale, tek moleküllü korelasyon kuvveti ve floresan mikroskobu için nükleozom içeren DNA bağlarının yeniden yapılandırılması için ayrıntılı bir deneysel prosedür sunmaktadır. Ayrıca, kromatin ile etkileşime giren proteinlerin bağlanma davranışını görselleştirmek ve nükleozomların fiziksel özelliklerindeki değişiklikleri analiz etmek için yapılabilecek birkaç aşağı akış deneyini açıklar.

Tek moleküllü korelasyon kuvveti ve floresan mikroskobu için yerinde nükleozom düzeneği

Bu protokol, CMG sarmal ile çözülen DNA'nın canlı görselleştirilmesi için tek moleküllü bir testin gerçekleştirilmesini gösterir. (1) bir DNA substratının hazırlanmasını, (2) floresan etiketli Drosophila melanogaster CMG helikazının saflaştırılmasını, (3) toplam iç yansıma floresan (TIRF) mikroskobu için bir mikroakışkan akış hücresinin hazırlanmasını ve (4) tek moleküllü DNA çözme tahlilini açıklar.

CMG Helikaz ile DNA Çözmenin Tek Moleküllü Gerçek Zamanlı Görselleştirilmesi

Keşfedin, fototermal rezonans kılavuz çekme yöntemiyle yüksek hızlı atomik kuvvet mikroskobu kullanarak DNA üç köşeli yıldız motiflerinin kendi kendine montajını nasıl görüntüleyebilirsiniz. Bu protokol, biyomoleküler etkileşimleri nanometre ölçeğinde incelemek için optimize edilmiş görüntüleme parametreleri sunar.

Fototermal Rezonans Kılavuz Çekme Kullanılarak DNA Üç Köşeli Yıldız Motifi Kendi Kendine Montajın Yüksek Hızlı Atomik Kuvvet Mikroskobu Görüntülemesi (Video) | JoVE Journal

Fototermal Rezonans Kılavuz Çekme Kullanılarak DNA Üç Köşeli Yıldız Motifi Kendi Kendine Montajın Yüksek Hızlı Atomik Kuvvet Mikroskobu Görüntülemesi

Daha fazla video keşfet