«Наше вычислительное исследование проливает свет на последние экспериментальные открытия в области манипуляции с узловатой ДНК и добавляет интересные и неожиданные элементы», — объясняет Мичелетти. «Сначала мы наблюдали, как узловатые нити ДНК проходят через крошечные поры диаметром около 10 нанометров (10 миллиардных долей метра). Поведение, наблюдаемое в нашем моделировании, хорошо согласуется с экспериментальными измерениями, полученными международной исследовательской группой во главе с Сисом Деккером. , которые были опубликованы всего несколько месяцев назад в Nature Biotechnology.
Эти продвинутые и сложные эксперименты стали поворотным моментом в понимании узлов ДНК. Однако текущие эксперименты не могут «увидеть», как узлы ДНК на самом деле проходят через узкую пору ». Фактически, это явление происходит в крошечном пространственном масштабе и поэтому недоступно для микроскопов.
Именно поэтому наша группа прибегла к тому, что великий немецкий биофизик Клаус Шультен назвал «вычислительным микроскопом», то есть компьютерным моделированием ».Сума и Микелетти поясняют: «Моделирование показало, что прохождение узла может происходить двумя разными способами: один — при тугом узле, а другой — где узел более делокализован. В обоих случаях узлу не только удается пройти. через поры, но это происходит за очень короткое время ». Причем узел обычно переходит на завершающих этапах транслокации, когда большая часть цепи ДНК уже прошла. «Но есть кое-что еще, что противоречит здравому смыслу, — утверждают авторы, — размер узла, будь он маленький или большой, похоже, не сильно влияет на время закупорки пор.
Последнее зависит от скорости перемещения, которая в поворот, зависит от исходного положения узла вдоль нити ». Эти результаты, говорят исследователи, должны помочь в планировании будущих экспериментов по изучению спонтанного связывания ДНК, пока еще малоизученного места, особенно в отношении размера узлов ДНК.Расширение нашего нынешнего понимания узлов в биологических молекулах важно для разъяснения их значения в биологических контекстах, а также в прикладных контекстах, таких как секвенирование ДНК с использованием нанопор.
Сума и Мичелетти надеются, что многообещающие направления, предложенные их исследованием, могут привести к более подробному и точному профилированию запутывания в ДНК, РНК и белках.