Des chercheurs du National Physical Laboratory (NPL) et du London Centre for Nanotechnology (LCN) ont déterminé la structure de l'ADN à partir de mesures sur une seule molécule en utilisant la microscopie à force atomique (AFM), et trouvé des variations significatives dans la double hélice bien connue.

Le projet collaboratif a appliqué une technique connue sous le nom de microscopie à force atomique « douce au toucher » à de grandes, molécules d'ADN irrégulièrement disposées et individuelles. Dans cette forme de microscopie, une sonde miniature est utilisée pour palper la surface des molécules une à une, plutôt que de les voir.

Pour démontrer la puissance de la méthode, l'équipe de recherche a mesuré la structure d'une seule molécule d'ADN, trouvant en moyenne un bon accord avec la structure suggérée pour la première fois par Watson et Crick en 1953. Étonnamment, cependant, les images d'une seule molécule révèlent également des variations importantes dans les profondeurs des rainures dans la structure en double hélice.

L'ADN contient les informations héréditaires des cellules, et nos vies dépendent de la machinerie moléculaire qui est continuellement à l'œuvre dans notre corps. La structure de ces machines à l'échelle nanométrique est au cœur de notre compréhension de la santé et de la maladie, et la double hélice d'ADN a été la clé pour comprendre comment l'information génétique est stockée et transmise.

Alors que l'origine des variations observées dans la structure de l'ADN n'est pas encore entièrement comprise, on sait que ces sillons agissent comme des clés pour les protéines (clés moléculaires) qui déterminent dans quelle mesure un gène est exprimé dans une cellule vivante. Des mesures précises nous permettent d'observer les variations de ces voies clés, ce qui peut alors nous aider à déterminer les mécanismes par lesquels les cellules vivantes favorisent et suppriment l'utilisation de l'information génétique stockée dans leur ADN.