
Коллектив
биологов и физиков из Университета
северной Каролины разработал новый
метод на основе атомно-силовой микроскопии,
который позволяет проследить движение
ДНК как снаружи, так и внутри ДНК-белковых
комплексов. Этот метод позволил
исследователям рассмотреть в деталях
теломеры — «затычки» на концах хромосом,
работа которых имеет ключевое значение
для контроля молекулярного старения и
предотвращения ракового перерождения.
Исследование опубликовано в журнале
Scientific Reports.
Метод,
позволяющий рассмотреть на микрофотографиях
отдельно ДНК и белок авторы назвали
DREEM (Dual-Resonance-frequency-Enhanced Electrostatic
force Microscopy),
что можно перевести как электростатическая
атомно-силовая микроскопия, усиленная
двойным резонансом. В
общих чертах ее принцип работы мало
отличается от обычной атомно-силовой
микроскопии: исследуемый препарат
наносится на подложку, а затем ощупывается
с помощью тончайшей иглы-кантилевера
(примерно так же игла граммофона ощупывает
звуковую дорожку на пластинке).
Отличие
нового метода заключается в том, что на
подложку подается переменное электрическое
напряжение. В результате игла-кантилевер
«чувствует» не только механические
подъемы и провалы на поверхности молекул,
но и реагирует на их заряд. Поскольку
заряд ДНК (в целом отрицательный)
отличается от заряда, белков (преимущественно
положительного), DREEM позволяет «видеть»,
где находится какая молекула. Интересно,
что таким образом можно получать данные
не только о молекулах, экспонированных
на поверхности, но и о том, что спрятано
внутри молекулярного комплекса.
Принцип
нового метода исследователи подробно
изложили в статье, вышедшей пару недель
назад в Molecular Cell. В новой статье тот же
коллектив описывает применение метода
 DREEM для
изучения теломер. 
Теломеры
представляют собой ДНК-белковый комплекс,
который находится на концах хромосом
почти у всех ядерных организмов. Его
существование объясняется тем, что
обрыв на конце ДНК является «аварийным
сигналом» для клетки — он может быть
свидетельством опасного двуцепочечного
разрыва внутри хромосомы (ферменты «не
видят» разницы между концом и телом
хромосомы).  Чтобы предотвратить ненужную
в данном случае «аварийную реакцию»,
существуют специальные белки, которые
прячут концы хромосом внутрь белкового
комплекса. ДНК при этом сворачивается
в петлю, так называемую Т-петлю. 
Ключевым
белком теломеры, который обеспечивает
существование Т-петли у человека,
является TRF2.
Он
уже хорошо изучен в изолированных
системах благодаря рентгеноскопическому
методу. Однако, как именно TRF2 формирует
структуры Т-петли внутри клеток, до сих
пор было не понятно. 
