|
محققان دانشگاه ایلینویز یک ابزار ترکیبی متشکل از نیرو و فلورسانس توسعه داده‌اند
که امکان تشخیص دقیق حرکت‌های نانومتر مولکول‌های زیستی را که توسط نیروهای
پیکونیوتنی ایجاد می‌شوند، فراهم می‌آورد.
پروفسور تائیک جیپها استاد فیزیک دانشگاه ایلینویز و یکی از پژوهشگران این تحقیق می‌گوید:
«ما از طریق ترکیب نمودن انتقال انرژی ارتعاشی فلوئورسانس تک‌مولکولی و یک تله نوری،
روشی توسعه داده‌ایم که با آن می‌توانیم تغییرات کنفرماسیونی ریز زیست‌مولکول‌ها ر
اتشخیص دهیم».
این روش ترکیبی که در مجله Science در بخش دینامیک اتصالات Holliday منتشر شده است،
برای بررسی سیستم‌های اسید نوکلئیکی دیگر و برهمکنش آنها با پروتئین‌ها و آنزیم‌ها
نیز قابل استفاده است.
اتصال Holliday یک ساختار DNA چهار رشته‌ای است که در طول ترکیب مجدد همسان (مثلاً
زمانی که DNA تعمیر می‌شود) تشکیل می‌گردد.
محققان برای استفاده از انتقال انرژی ارتعاشی فلوئورسانس تک‌مولکولی د ومولکول رنگی
(یکی قرمز و دیگری سبز) را به مولکولی که می‌خواهند مطالعه کنند، متصل نمودند. سپس
مولکول رنگی سبز را با یک لیزر تحریک کردند. بسته به مسافت موجود میان مولکول سبز و
مولکول قرمز، مقداری از انرژی به مولکول قرمز منتقل می‌گردد. تغییر شدت رنگ این
مولکول‌ها نشان دهنده حرکت نسبی این دو مولکول نسبت به هم می‌باشد. بنابراین محققان
می‌توانند با بررسی شدت روشنایی این دو مولکول رنگی، حرکت آنها را نسبت به هم تشخیص
دهند.
از سوی دیگر، تله نوری همانند تراکتور افسانه‌ای در «سفر به ستارگان» عمل می‌کند.
در این مورد، یک اشعه لیزر متمرکز روی میکروکره‌ای که به یک انتهای مولکول مورد
مطالعه وصل است، قفل می‌شود. در این حالت این تله نوری می‌تواند همانند یک انبرک
مولکول را بکشد.
پروفسور جیپها می‌گوید: «ما با ترکیب دو روش مختلف توانستیم به بهترین حالت از هر
دو روش دست یابیم. با استفاده از تله نوری می‌توانیم رشته‌هایDNA را با نیرویی به
کوچکی نیم پیکومتر بکشیم. با استفاده از انتقال انرژی ارتعاشی فلوئورسانس تک‌مولکولی
می‌توانیم تغییرا کنفرماسیونی حاصل را با دقت نانومتری اندازه بگیریم.
محققان توانستند از طریق مطالعه دینامیک اتصال Holliday در پاسخ به نیروهای وارده
در سه جهت، موقعیت حالت‌های گذار را تعیین نموده و از طریق آن ساختار وضعیت‌های
گذار را هنگام تغییر کنفرماسیون مولکول تشخیص دهند.
پروفسور جیپها می‌گوید: «ما بر اساس مطالعات قبلی‌مان می‌دانستیم که اتصال Holliday
میان دو ساختار ارتعاش می‌کند. اما چگونگی جابه‌جایی از یک محل به محلی دیگر و
همچنین حدواسط‌هایی که در حین این جابه‌جایی از آنها عبور می‌کرد، ناشناخته بودند».
|
