Wizualizacja interakcji między enzymem i DNA
Enzymy restrykcyjne produkowane przez bakterie mają wyjątkową zdolność do lokalizowania i wiązania określonych fragmentów sekwencji DNA spośród wielu milionów zasad. Celem finansowanego przez UE projektu "Nowoczesne podejście do badania dyfuzji enzymatycznej na pojedynczych molekułach DNA" (SMDNA) było zbadanie mechanizmów, zgodnie z którymi enzymy uzyskują tę niezwykłą właściwość. Kluczowy aspekt propozycji SMDNA obejmował swoiste dla sekwencji znakowanie fluorescencyjne DNA przy użyciu enzymu metylotransferazy DNA. Naukowcy wykorzystali genom bakteriofagu lambda w celu oznaczenia i bezpośredniego zwizualizowania wiązania prawidłowo scharakteryzowanych strukturalnie enzymów BamHI i BstYI. Korzystając z obrazowania pojedynczych molekuł, mogli stworzyć mapę wiązania tych enzymów, kiedy poruszały się w obrębie pojedynczej molekuły DNA. Dzięki współpracy z wiodącym dostawcą enzymów DNA, zespół projektu SMDNA zbadali również, czy formowanie heterodimerów oddziałuje na zachowanie dyfuzyjne enzymów restrykcyjnych. Po wizualizacji na poziomie pojedynczych molekuł przeprowadzono analizę wstępną, która wykazała, że enzymy działające jako heterodimery przejawiają zachowanie podobne do innych badanych wcześniej enzymów. Wyniki badania SMDNA pozwoliły uzyskać ważną podstawową wiedzę na temat wpływu topologii DNA na dyfuzję enzymów restrykcyjnych. Przyczynią się one do zgłębienia wiedzy o sposobie, w jaki enzymy wchodzą w interakcję z DNA w obrębie komórki. Co więcej, oczekuje się, że opracowana technologia znakowania DNA zyska powszechne uznanie w dziedzinie biologii molekularnej.
