哈佛大學開發(fā)出基于ORBIT的顯微鏡

近日，來自哈佛大學的杰出華人教授莊小威教授課題組開發(fā)了一種基于折紙轉子的成像和跟蹤技術（origami-rotor-based imaging and tracking，ORBIT），這是一種利用熒光標記的DNA折紙轉子在單分子水平上以毫秒的時間分辨率跟蹤DNA旋轉的方法，相關研究成果發(fā)表在《Nature》上。

許多基因組加工過程（包括轉錄、復制和修復）會發(fā)生DNA的旋轉。直接測量DNA旋轉的方法，如轉子珠追蹤、棱角光學捕捉器和磁鑷子等，有助于解開一系列基因組處理酶的作用機制，這些酶包括RNA聚合酶（RNA）、旋轉酶（一種病毒DNA封裝馬達）和DNA重組酶。

盡管旋轉測量有可能改變我們對基因組處理反應的理解，但測量DNA旋轉仍然是一項艱巨的任務。現有方法的時間分辨率不足以跟蹤多種酶在生理條件下誘導的旋轉，且測量通量通常較低。

為了解決這些問題，研究人員開發(fā)了ORBIT技術，研究人員使用ORBIT來跟蹤由RecBCD復合物（一種參與DNA修復的螺旋酶）釋放產生的DNA旋轉，以及由RNAP轉錄產生的DNA旋轉。研究人員描述了在RecBCD復合物誘導的DNA解開過程中發(fā)生的一系列事件--包括啟動、過程易位、暫停和回溯--并揭示了一個涉及可逆的不依賴ATP的DNA解開和RecB馬達參與的啟動機制。在RNAP轉錄過程中，研究人員直接觀察到單個堿基對展開相應的旋轉步驟。

研究人員表示ORBIT將使研究蛋白質和DNA之間廣泛的相互作用成為可能。