Byggeplads for molekylære komplekser

Ofte er summen større end dens dele. Ved at bruge et atomkraftmikroskop som en "kran", Forskere fra Ludwig Maximilian Universitetet i München er lykkedes med at bringe to biomolekyler sammen til et aktivt kompleks – med nanometerpræcision og indbygget kvalitetskontrol.

Den forretningsmæssige ende af atomkraftmikroskopet (AFM) er dets nåleskarpe spids. Det kan bruges til at vælge enkelte molekyler fra et substrat og flytte dem til bestemte positioner med en præcision på nogle få nanometer. Denne "single-molecule cut-and-paste" procedure blev udviklet af LMU fysiker professor Hermann Gaub, og han og hans kolleger har nu brugt det til at samle et funktionelt molekylært kompleks fra inaktive, enkeltmolekyle byggesten.

De byggede komplekset ud fra to korte RNA-strenge, at vælge en fra et depot hos AFM, og placere den tæt på den anden streng aflejret andetsteds på substratet. Når de to RNA-segmenter kommer i kontakt, de danner spontant det, der kaldes en "aptamer", en tredimensionel bindingslomme til et målmolekyle – i dette tilfælde det fluorescerende farvestof malakitgrøn. Bindingsinteraktionen forstærker fluorescensen udsendt af målet mere end 1000 gange - og signalerer, at de to dele af aptameren er samlet korrekt.

"Det vigtige er, at vi har præcis mekanisk kontrol over montageprocessen, ” siger hovedforfatter Mathias Strackharn. "Når vi ser det malakit-grønne signal i fluorescensmikroskopet, vi ved, at aptameren er blevet rekonstitueret med succes.” Forskerne er nu i stand til at konstruere andre systemer, hvis naturlige funktion afhænger af konfigurationen af ​​deres molekylære komponenter. Dette vil sætte dem i stand til at dissekere, hvordan interaktioner mellem deres dele medierer funktionerne af molekylære komplekser.