Les scientifiques de la JILA ont développé un méthode simple de préparation d'échantillons qui améliore l'imagerie de l'ADN pour mieux analyser ses propriétés physiques et ses interactions.

Décrit dans ACS Nano , JILA est douce, pourtant un processus efficace implique la liaison de l'ADN au mica, un minéral silicaté plat. Ce processus étend la configuration de l'ADN, similaire à l'expansion du soufflet d'un accordéon, de sorte que huit fois plus de molécule peut être analysée par rapport aux méthodes précédentes.

L'imagerie par microscopie à force atomique (AFM) des structures étendues dans un liquide a amélioré la qualité et la quantité des données biophysiques sur l'ADN et ses interactions avec les protéines. La méthode a produit des images de haute qualité sur une large gamme de concentrations de sel, y compris ceux similaires à ceux trouvés dans une cellule. Cela était auparavant considéré comme impossible car différents sels entrent généralement en compétition pour attacher l'ADN à la surface ou interférer avec cette fixation. Des images haute résolution ont révélé la structure emblématique en double hélice de l'ADN, qui ressemble à une échelle tordue.

JILA est géré conjointement par le National Institute of Standards and Technology (NIST) et l'Université du Colorado Boulder.

"Nous nous attendons à ce que cette nouvelle méthode de préparation des échantillons ouvre la voie à l'ajustement de la force de liaison de l'ADN à une surface, ce qui devrait faciliter l'étude de la dynamique des complexes protéine-ADN, ", a déclaré Tom Perkins, membre du NIST/JILA.

L'imagerie AFM de l'ADN a déjà été réalisée dans l'air et dans le liquide, mais il n'y a pas de méthode largement acceptée pour préparer l'ADN en liquide, son environnement normal. Le mica est une surface de reliure attrayante parce qu'elle est si plate, mais il a aussi une charge électrique négative, qui repousse l'ADN, des traitements de surface sont donc nécessaires. Les méthodes actuelles de préparation des échantillons peuvent donner des morceaux d'ADN très compacts, images médiocres, ou des conditions salines qui perturbent les interactions protéine-ADN.

Le processus de cinq minutes de JILA comprend le pré-trempage du mica dans une solution de nickel-sel, rinçage et séchage en douceur, et la liaison de l'ADN au mica dans une solution contenant du chlorure de magnésium et du chlorure de potassium. Comme dans une cellule, ces conditions salines préservent les propriétés des protéines se liant à l'ADN. Une fois que les complexes protéine-ADN se lient au mica, la dernière étape avant l'imagerie consiste à rincer le mica avec une solution contenant du chlorure de nickel, qui piège la structure de l'ADN en augmentant la force d'interaction ADN-mica.

Pour la première fois en liquide, la méthode a produit des images AFM d'ADN lié à la surface plane sans aucune altération de ses propriétés mécaniques bien connues, y compris sa largeur, longueur et rigidité de la colonne vertébrale native. Les scientifiques de la JILA ont utilisé la nouvelle méthode pour créer des images de haute qualité de l'ADN et de deux complexes protéine-ADN. Des images améliorées des complexes ADN-protéine aideront les chercheurs à voir de nouveaux détails sur des processus tels que la réparation de l'ADN et le métabolisme cellulaire.