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磁镊结合DNA发夹的方法在RecA蛋白介导的同源重组机制研究中的潜在应用

张宇微 颜燕 农大官 徐春华 李明

磁镊结合DNA发夹的方法在RecA蛋白介导的同源重组机制研究中的潜在应用

张宇微, 颜燕, 农大官, 徐春华, 李明
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  • 同源序列识别与链交换过程是同源重组领域的重要研究方向.RecA蛋白作为重组酶家族的重要成员而一直被广泛研究.利用smFRET以及传统磁镊、光镊等技术,人们对同源重组过程的分子机制有了较深入的了解,然而,这些技术无法同时兼顾大量程与高精度的需求.本文提出一种传统磁镊结合DNA发夹结构的研究方案,并以大肠杆菌中的RecA介导的同源重组过程为例来阐述该方法的优点.使用本实验方案,我们实时观察到以下过程:1) RecA介导的链交换平均速度与已有结果一致,但并非匀速,而是以台阶式的跳变进行;2)直接观察到RecA第二结合位点与被置换链的动态相互作用过程,测量到第二结合位点与被置换链之间的结合力为3.0 pN,与光镊结合磁镊测量出的结果相符;3)能够区分链交换的方向性并观察到按照不同方向进行链交换的反应细节.本文提供了一个可以兼顾精度和测量范围的实验方法,并以RecA蛋白为例设计实验验证了其可靠性.磁镊结合DNA发夹结构的方法具备用于研究RecA或其他同源重组蛋白工作机理的潜质.因此,本文的工作有望成为单分子生物学领域研究同源重组过程的一个重要方法.
      通信作者: 李明, mingli@iphy.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11574381,11574382)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-22
  • 修回日期:  2016-08-12
  • 刊出日期:  2016-11-05

磁镊结合DNA发夹的方法在RecA蛋白介导的同源重组机制研究中的潜在应用

  • 1. 中国科学院物理研究所, 北京凝聚态物理国家实验室, 软物质物理重点实验室, 北京 100090;
  • 2. Department of Physics, Emory University, Atlanta GA 30322, USA
  • 通信作者: 李明, mingli@iphy.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11574381,11574382)资助的课题.

摘要: 同源序列识别与链交换过程是同源重组领域的重要研究方向.RecA蛋白作为重组酶家族的重要成员而一直被广泛研究.利用smFRET以及传统磁镊、光镊等技术,人们对同源重组过程的分子机制有了较深入的了解,然而,这些技术无法同时兼顾大量程与高精度的需求.本文提出一种传统磁镊结合DNA发夹结构的研究方案,并以大肠杆菌中的RecA介导的同源重组过程为例来阐述该方法的优点.使用本实验方案,我们实时观察到以下过程:1) RecA介导的链交换平均速度与已有结果一致,但并非匀速,而是以台阶式的跳变进行;2)直接观察到RecA第二结合位点与被置换链的动态相互作用过程,测量到第二结合位点与被置换链之间的结合力为3.0 pN,与光镊结合磁镊测量出的结果相符;3)能够区分链交换的方向性并观察到按照不同方向进行链交换的反应细节.本文提供了一个可以兼顾精度和测量范围的实验方法,并以RecA蛋白为例设计实验验证了其可靠性.磁镊结合DNA发夹结构的方法具备用于研究RecA或其他同源重组蛋白工作机理的潜质.因此,本文的工作有望成为单分子生物学领域研究同源重组过程的一个重要方法.

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