Os cientistas da JILA desenvolveram um rápido, método simples de preparação de amostra que aprimora a imagem do DNA para analisar melhor suas propriedades físicas e interações.

Descrito em ACS Nano , JILA é gentil, ainda o processo eficaz envolve a ligação do DNA à mica, um mineral de silicato plano. Esse processo estende a configuração do DNA - semelhante à expansão do fole de um acordeão - de modo que oito vezes mais da molécula possa ser analisada em comparação com os métodos anteriores.

A imagem por Microscopia de Força Atômica (AFM) das estruturas estendidas em líquido melhorou a qualidade e a quantidade de dados biofísicos no DNA e suas interações com proteínas. O método produziu imagens de alta qualidade em uma ampla gama de concentrações de sal, incluindo aqueles semelhantes aos encontrados em uma célula. Isso era considerado impossível porque diferentes sais normalmente competem para anexar o DNA à superfície ou interferem com essa fixação. Imagens de alta resolução revelaram a icônica estrutura de dupla hélice do DNA, que se parece com uma escada torcida.

A JILA é operada em conjunto pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e pela Universidade de Colorado Boulder.

"Esperamos que este novo método de preparação de amostra abra o caminho para ajustar a força de ligação do DNA a uma superfície, o que deve facilitar o estudo da dinâmica dos complexos proteína-DNA, "NIST / JILA Fellow Tom Perkins disse.

A imagem AFM de DNA foi realizada anteriormente em ar e líquido, mas não existe um método amplamente aceito para preparar DNA em líquido, seu ambiente normal. A mica é uma superfície de ligação atraente porque é tão plana, mas também tem uma carga elétrica negativa, que repele DNA, portanto, são necessários tratamentos de superfície. Os métodos atuais de preparação de amostras podem resultar em pedaços muito compactos de DNA, imagens pobres, ou condições de sal que interrompem as interações proteína-DNA.

O processo de cinco minutos da JILA inclui pré-embeber a mica em uma solução de sal de níquel, lavagem e secagem suaves, e ligação do DNA à mica em uma solução contendo cloreto de magnésio e cloreto de potássio. Como em uma célula, essas condições de sal preservam as propriedades das proteínas de ligação ao DNA. Depois que os complexos de proteína-DNA se ligam à mica, a etapa final antes da imagem envolve enxaguar a mica com uma solução contendo cloreto de níquel, que captura a estrutura do DNA, aumentando a força de interação DNA-mica.

Pela primeira vez em líquido, o método produziu imagens AFM de DNA ligado à superfície plana sem quaisquer alterações em suas propriedades mecânicas bem conhecidas, incluindo sua largura, comprimento e rigidez da coluna vertebral nativa. Os cientistas da JILA usaram o novo método para fazer imagens de alta qualidade de DNA e dois complexos de proteína-DNA. Imagens aprimoradas de complexos DNA-proteína ajudarão os pesquisadores a ver novos detalhes de processos como reparo de DNA e metabolismo celular.