Cornell-onderzoekers hebben een nieuwe manier gevonden om de torsiestijfheid van DNA te meten - hoeveel weerstand de helix biedt wanneer deze wordt gedraaid - informatie die mogelijk licht kan werpen op hoe cellen werken.

Het begrijpen van DNA is van cruciaal belang:het slaat de informatie op die bepaalt hoe cellen werken en wordt steeds vaker gebruikt in nano- en biotechnologische toepassingen. Een belangrijke vraag voor DNA-onderzoekers was welke rol de spiraalvormige aard van DNA speelt in processen die plaatsvinden op DNA.

Als een motoreiwit voortbeweegt langs het DNA, het moet het DNA verdraaien of roteren, en werken daardoor de torsieweerstand van het DNA tegen. (Deze motoren kunnen genexpressie of DNA-replicatie uitvoeren terwijl ze langs het DNA bewegen.) Als een motoreiwit te veel weerstand ondervindt, het kan vastlopen. Hoewel wetenschappers weten dat de torsiestijfheid van DNA een cruciale rol speelt in de fundamentele processen van DNA, het experimenteel meten van torsiestijfheid is buitengewoon moeilijk geweest.

In "Torsiestijfheid van uitgebreid en plectonemisch DNA, " gepubliceerd 7 juli in Fysieke beoordelingsbrieven , onderzoekers rapporteren over een nieuwe manier om DNA-torsiestijfheid te meten door te meten hoe moeilijk het is om het DNA te verdraaien wanneer de DNA-eind-tot-eindafstand constant wordt gehouden.

"We hebben een heel slimme truc bedacht om de torsiestijfheid van DNA te meten, " zei senior auteur Michelle Wang, de James Gilbert White Distinguished Professor in de Exacte Wetenschappen in de afdeling Natuurkunde in het College of Arts and Sciences en onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute.

"Intuïtief, het lijkt erop dat DNA extreem gemakkelijk te draaien zal zijn onder een extreem lage kracht, " zei Wang. "In feite, veel mensen hebben deze veronderstelling gemaakt. We hebben geconstateerd dat dit niet het geval is, zowel experimenteel als theoretisch."

De eerste auteur is Xiang Gao, postdoctoraal onderzoeker in het Laboratorium voor Atomic and Solid State Physics.

De techniek biedt ook nieuwe mogelijkheden om twist-geïnduceerde faseovergangen in DNA en hun biologische implicaties te bestuderen. "Veel collega's zeiden tegen me dat ze erg enthousiast waren over deze bevinding, omdat het brede implicaties heeft voor DNA-processen in vivo, ' zei Wang.