1分子磁気ピンセットを用いたテロメアタンパク質-DNA相互作用の解析

テロメアタンパク質-DNA相互作用の研究には、単一分子法が使用されています。しかし、テロメア反復モチーフを用いた単一分子コンストラクトの調製は、依然として困難な課題です。このプロトコールでは、TRF2タンパク質の発現と精製、テロメアDNAの調製、単一分子メカニカルアッセイの設定、および結果データの分析のステップを概説します。

1分子ツールは、テロメアタンパク質-DNA相互作用を探索するための強力な技術です。磁気ピンセット、光ピンセット、AFMなどの単一分子機械的方法を使用して、TRF2依存性DNAの歪みを調査し、TRF2を介したヒトテロメアクロマチンの柱状スタッキングを明らかにし、テロメラーゼ触媒の存在を観察しています。私たちは、1分子磁気ピンセットを用いてテロメアDNA-タンパク質相互作用を調査し、力が加えられた状態下でのタンパク質-DNA相互作用の伸長と持続時間を正確に測定することを可能にしました。

これらの測定から、テロメアDNA-タンパク質複合体の解離速度を導き出しました。さらに、これらの複合体内でのループの形成が明らかになりました。DNAと複合体を形成したテロメア結合タンパク質の多数の構造が、クライオ電子顕微鏡、X線結晶構造解析、およびNMRによって解明されています。

これらの構造的知見は、テロメアタンパク質-DNA相互作用の理解を前進させました。これらの相互作用のダイナミクスをさらに調査するために、テロメアタンパク質-DNA相互作用を研究するための単一分子の力学的方法を開発しました。単一分子ツールは、テロメアでのタンパク質-DNA相互作用を調査するための強力な技術です。

これらの方法は、トポロジカルコンフォメーションや、タンパク質-DNAの会合と解離の動態の解析に特に価値があります。