[发明专利]检测机械力对DNA与DNA聚合酶相互作用影响的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米技术领域，具体地涉及一种检测机械力对DNA与DNA 聚合酶相互作用影响的方法。

背景技术

DNA与DNA聚合酶间的相互作用与细胞、组织的发生，发展和演化等 生命过程密切相关，也为现代生物技术所广泛采用，其中包括DNA测序、 法医检验、纳米生物传感检测以及DNA扩增技术等。DNA与DNA聚合酶 作用受到多重因素的调控和影响。如在体内，与单链结合蛋白、解旋酶、拓 扑异构酶等分子功能状态密切相关；在体外，也受到多种环境因素如温度、 离子浓度和pH值等的影响。

DNA与DNA聚合酶相互作用的最终产物是双链DNA(dsDNA)，也就 是DNA聚合酶以亲代DNA链为模板催化合成子代DNA链的过程。在合成 DNA时，马达分子蛋白DNA聚合酶与DNA模板间存在着多种多样的相互 作用，如寻找DNA模板链，特异性结合到引物链3’端的位置上。然后，沿 着DNA模板以5’端向3’端的方向移动，合成子代DNA链。合成结束后， 脱离DNA链。这种多步骤的合成过程，任何一个环节上的改变，都可能导 致它们间相互作用的影响。已有研究证明，DNA合成过程也能够受到外部 作用力的影响和控制，CARLOSBUSTAMANTE等人利用光镊手段，研究了 不同张力DNA模版链对DNA聚合酶合成速度的影响，发现当对DNA链施 加的力较小时，DNA合成速率加快；作用力达到约6pN时，合成速率到达 峰值；而作用力大于约34pN后，DNA合成速率呈现下降趋势；当作用力增 强到一定程度后，会出现合成暂时停滞现象。目前，光镊方法主要侧重研究 基本平行于DNA链纵向拉伸弹性(沿双螺旋方向)的作用力对DNA合成 的影响，而DNA及其DNA聚合酶也有可能受到其他方向作用力的作用， 如周围液体的扰动，蛋白质等生物大分子结合、解离过程的影响，甚至细胞 骨架重排和细胞迁移所造成的周边微环境等的影响。但目前尚缺乏检测非 DNA双螺旋方向的机械力对DNA和DNA聚合酶相互作用影响的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术中缺少一种检测非 DNA双螺旋方向的机械力对DNA与DNA聚合酶相互作用影响的方法的技 术问题，提供了一种检测方法，通过该检测方法可以获取非双螺旋方向机械 力对DNA和DNA聚合酶结构和功能作用的信息，进而得到机械力对DNA 合成的影响。

本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题：

本发明技术方案之一：一种检测机械力对单链DNA模板与DNA聚合 酶相互作用影响的方法，所述方法包括以下步骤：利用原子力显微镜对含有 dNTP、单链DNA模板-空心DNA折纸及结合所述单链DNA模板的DNA 聚合酶Klenow片段的缓冲体系进行原子力显微镜扫描成像观察双链DNA 的合成；所述缓冲体系在新解离的云母衬底上，所述单链DNA模板-空心 DNA折纸的单链DNA模板两端分别固定于空心DNA折纸内侧边缘上两个 不同位置，所述两个不同位置不位于同一直线边缘上。