Forskere etablerer et benchmark for nøjagtig bestemmelse af indre dimensioner inden for individuelle molekyler

Et verdensomspændende studie med 20 laboratorier har etableret og standardiseret en metode til måling af nøjagtige afstande inden for individuelle biomolekyler, ned til en milliontedel af bredden af ​​et menneskehår. Den nye metode repræsenterer en større forbedring af en teknologi kaldet single-molecule FRET (Förster Resonance Energy Transfer), hvor bevægelse og interaktion af fluorescensmærkede molekyler kan overvåges i realtid, selv i levende celler. Indtil nu, teknologien er hovedsageligt blevet brugt til at rapportere ændringer i relative afstande - f.eks. om molekylerne bevægede sig tættere på hinanden eller længere fra hinanden. Dr. som for nylig blev offentliggjort i Naturmetoder .

FRET fungerer på samme måde som nærhedssensorer i biler:jo tættere objektet er, jo højere eller hyppigere bip bliver. I stedet for at stole på akustik, FRET er baseret på nærhedsafhængige ændringer i det fluorescerende lys, der udsendes fra to farvestoffer, og detekteres af følsomme mikroskoper. Teknologien har revolutioneret analysen af ​​biomolekylers bevægelse og interaktioner i levende celler.

Hugel og kolleger forestillede sig, at når der var etableret en FRET -standard, ukendte afstande kunne bestemmes med stor tillid. Ved at arbejde sammen, de 20 laboratorier, der var involveret i undersøgelsen, forfinede metoden på en sådan måde, at forskere ved hjælp af forskellige mikroskoper og analysesoftware opnåede de samme afstande, selv i sub-nanometerområdet.

"Den absolutte afstandsinformation, der kan erhverves med denne metode, gør os nu i stand til nøjagtigt at tildele konformationer i dynamiske biomolekyler, eller endda for at bestemme deres strukturer, siger Thorsten Hugel, der ledede undersøgelsen sammen med Dr. Tim Craggs (University of Sheffield/Storbritannien), Prof. Dr. Claus Seidel (Universitetet i Düsseldorf) og Prof. Dr. Jens Michaelis (Universitetet i Ulm). Sådanne dynamiske strukturelle oplysninger vil give en bedre forståelse af de molekylære maskiner og processer, der er grundlaget for livet.