纳米孔技术带来基因调控新见解

　　

生物通报道：最近的一项研究表明，固态纳米孔可以检测转录因子与DNA之间的相互作用。因为转录因子是基因表达的主要调控因子，这一研究结果可能有广泛的研究和临床意义。相关研究结果发表在最近的《Scientific Reports》。延伸阅读：Nature子刊：蛋白质如何调控基因表达。

根据这项研究介绍，单分子生物传感器可以快速检测和表征转录因子与DNA的结合。调查结果表明，这些传感器，称为固态纳米孔，有望为基因调控提供新的见解，并帮助科学家开发出治疗细胞异常的新疗法。

本文资深作者、波士顿大学和以色列理工学院的Amit Meller指出：“用纳米孔扫描一个长的DNA分子，就像是通过你的手滑动一串珠子。在这个比喻中，我们可以大致感受到，珠子在哪里，它有多大，以及它是否在适当的地点系在一起，或是否可以沿绳子滑动。这种直接的感知方式给我们提供了关于蛋白质如何结合DNA的很多不同信息。

为了表征带电荷的生物大分子，如DNA、RNA或蛋白质，Meller的研究小组，将纳米孔安装在一个流动的细胞中，分离成两室，填充有电解质。用电极，他们应用两个隔室之间的电压差，从而导致离子电流通过纳米孔，这带领聚合物进入纳米孔。随着每个生物大分子通过，它会展开并暂时阻止离子电流。当分子通过固态纳米孔时，通过监测离子电流和力，该研究团队可以研究涉及到DNA、RNA和蛋白质的许多不同现象。

研究人员用他们的固态纳米孔平台，通过分析电流阻塞分段和穿过纳米孔的持续时间，来检测结合DNA的单个zif268转录因子。进一步的电流堵塞模式分析，可让他们检测和区分zif268在DNA上的特异性和非特异性结合构象。

本文第一作者、波士顿大学的Allison Squires解释说：“转录因子非特异性地结合DNA，作为寻找其特定结合位点的一部分。因为这种非特异性结合一般是很弱的，而且是短暂的，我们很难用现有的方法来描述。所以，用纳米孔看到非特异性结合，确实显示了我们这项技术的灵敏度。”

根据Meller介绍，研究转录因子结合的大多数方法，是批量的或间接的技术，只能检测蛋白质与DNA相互作用的有限方面。他说：“纳米孔技术的主要优点在于它的简单、直接，能够探测单个DNA-转录因子复合物。这可能是现有许多技术一个充满吸引力的替代物，它开辟了未来研究的许多可能性。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Squires A, Atas E, Meller A. Nanopore sensing of individual transcription factors bound to DNA. Sci Rep. 2015 Jun 25;5:11643. doi: 10.1038/srep11643.