En bild av DNA-dubbelhelixstrukturen tagen med AFM, överlagrat med Watson-Crick DNA-strukturen
Forskare vid National Physical Laboratory (NPL) och London Centre for Nanotechnology (LCN) har bestämt strukturen av DNA från mätningar på en enda molekyl med hjälp av atomkraftsmikroskopi (AFM), och fann betydande variationer i den välkända dubbelhelixen.
Samarbetsprojektet tillämpade en teknik som kallas "soft-touch" atomkraftsmikroskopi på stora, oregelbundet arrangerade och individuella DNA-molekyler. I denna form av mikroskopi, en miniatyrsond används för att känna av ytan på molekylerna en efter en, istället för att se dem.
För att visa metodens kraft, forskargruppen mätte strukturen av en enda DNA-molekyl, hitta i genomsnitt god överensstämmelse med strukturen som först föreslogs av Watson och Crick 1953. Slående nog, dock, enkelmolekylbilderna avslöjar också betydande variationer i djupet av spåren i dubbelspiralstrukturen.
DNA innehåller ärftlig information för celler, och våra liv är beroende av det molekylära maskineriet som kontinuerligt arbetar i våra kroppar. Strukturen hos dessa maskiner i nanometerskala är kärnan i vår förståelse av hälsa och sjukdom, och DNA-dubbelhelixen har varit nyckeln till att förstå hur genetisk information lagras och förs vidare.
Även om ursprunget till de observerade variationerna i DNA-strukturen ännu inte är helt förstått, det är känt att dessa spår fungerar som nyckelbanor för proteiner (molekylära nycklar) som bestämmer i vilken utsträckning en gen uttrycks i en levande cell. Noggranna mätningar gör att vi kan observera variationerna på dessa nyckelsätt, som sedan kan hjälpa oss att fastställa de mekanismer genom vilka levande celler främjar och undertrycker användningen av genetisk information som lagras i deras DNA.