顶级实验室陈方清：研究蛋白—DNA相互作用的新方法（下）

生物通报道：美国能源部劳伦斯伯克利实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory ，Berkeley Lab）科学家和加州大学伯克利分校研究人员利用纳米金颗粒结合DNA，研制出一种分子“管理员”（ ruler made of gold nanoparticles and DNA），可以对“蛋白附着DNA”这样微小的生命现象进行检测。详细信息刊登于10月份第一期《Nature Nanotechnology》。

　　

生物通报道：接上篇顶级实验室陈方清：蛋白-DNA相互作用新方法（图）

接下来，为了跟踪蛋白附着DNA的确切地点，研究人员引入一种核酸外切酶。引入的酶夹在DNA链末端，将末端碱基对逐一“咬”下，一直“咬”到EcoRI(Q111)附着的部位。这种过程如同吃意大利面条，突然发现面上停留一只苍蝇——啜食“嘎然而止”。

在外切酶作用下，金颗粒携带的DNA链变短了，蛋白附着位点变为新的末端。这样反而有助于研究人员对蛋白附着位点“聚焦”。实验开始时金—DNA颗粒携带的DNA链全部为54bp,因此能够测量到实验开始和核酸酶作用结束时的等离子共振测量共振信号，对比前后两次波长就可以换算出核算外切酶切掉的碱基对数目。陈说可以通过只改变了十亿分之几纳米的等离子共振波长，可以换算出被切掉的DNA碱基对数目”这样陈及其同事得出核酸外切酶在DNA链上移动的距离，确定蛋白附着的确切位点，结果轻而易举地对翻译早期事件进行了简单说明。

陈补充说：“我们所控制的是遗传信息传递的机制，比如基因调控，而非基因和蛋白的表达水平等终端事件。”

分子管理员通过DNA印迹技术，可以对任何引起DNA长度变化的酶进行控制（比如能够将DNA链一切为二的核酸酶）。不需要放射性或者荧光标记，就可以检测单个纳米粒变化，使其能够应用于高密度芯片或者微流控器件（microfluidic device）中发挥高通量检测功能。

文章标题为：《A nanoplasmonic molecular ruler for measuring nuclease activity and DNA footprinting》。研究受到美国国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency)、美国国立健康研究院、韩国科技部“21st Century Frontier R&D Program”等资助。