Je leest:

Verdraaid DNA onder de loep

Verdraaid DNA onder de loep

Auteur: | 15 juni 2012

Een team van onderzoekers van de TU Delft heeft een nieuw instrument ontwikkeld om zeer precieze metingen aan draaiingen in individuele DNA-moleculen te verrichten. Het instrument helpt om meer inzicht te krijgen in bijvoorbeeld het kopiëren en repareren van DNA.

Artistieke weergave van een ‘magnetic torque tweezers’.
TU Delft / Tremani

Het nieuwe instrument heet een elektromagnetische koppelpincet, in het Engels: electromagnetic torque tweezers, ofwel eMTT. Het instrument combineert permanente magneten – voor het aanbrengen van krachten – met elektromagneten, die draaiingen en metingen mogelijk maken.

Hiermee kunnen wetenschappers inzicht krijgen in de rol van draaiing en van de natuurkundige grootheid koppel (kracht maal arm) bij verschillende biologische moleculen en situaties. Voorbeelden hiervan zijn de rotatiemotoren die de draaibeweging van de zwemstaarten van verschillende bacteriën mogelijk maken en de precieze werking van draaiingen in het DNA-molecuul bij het kopiëren en repareren.

Telefoonsnoer

Met het nieuwe eMTT-instrument hebben onderzoekers Xander Janssen, Jan Lipfert en hun collega’s van het Kavli Institute of Nanoscience van de TU Delft, zeer precieze metingen van het koppel uitgevoerd op dubbelstrengs DNA. Hun metingen bevestigden een verschijnsel dat eerder al theoretisch was voorspeld. Als je aan een DNA-molecuul draait, zal het koppel eerst lineair toenemen met het aantal opgelegde draaiingen en zullen zich kronkels in het DNA vormen.

In het midden zie je de DNA-streng gekoppeld aan een magnetisch bolletje. Een permanente magneet (boven, roodblauw) spant het molecuul in verticale richting op. De twee spoelen leggen krachten op waardoor het DNA-molecuul om zijn verticale as gaat draaien.
TU Delft / FOM

Dit is een effect dat vergelijkbaar is met de vorming van kronkels in elastiekjes of in ouderwetse telefoonsnoeren. Op het moment dat de eerste kronkels gevormd worden, blijkt dat het koppel eerst nog iets meer toeneemt voordat er een lager liggende plateauwaarde wordt aangenomen. Dit effect bleek duidelijk meetbaar in het experiment.

Magneten

De eMTT is gebaseerd op de magnetische pincet, een veelgebruikte techniek. In de magnetische pincet worden biologische moleculen opgespannen tussen een glasplaatje en een magnetisch bolletje van ongeveer 1 micrometer grootte.

Hun respons op een opgelegde kracht en koppel wordt vervolgens in kaart gebracht. Vaak werkt men hierbij met permanente magneten, zodat een groot bereik aan krachten opgelegd kan worden. Maar deze magneten hebben het nadeel dat ze het meten van het koppel bemoeilijken.

Het nieuwe instrument heeft een nieuwe magneetconfiguratie, waarin aangepaste permanente magneten nog altijd de krachten opleggen maar waarin ook spoelen zijn geïntegreerd voor een optimale oplegging en meting van draaiing en het koppel.

Bron:

  • X. Janssen e.a., ElectromagneticTorque Tweezers: A Versatile Approach for Measurement of Single-Molecule Twistand Torque, Nano Letters (30 mei 2012, online) DOI10.1021/nl1201330h

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van Technische Universiteit Delft.
© Technische Universiteit Delft, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 juni 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.