Forskare från hela världen etablerade ett riktmärke för FRET-tekniken genom att mäta avstånd inom DNA-molekyler med subnanometerprecision. Kredit:Hugo Sanabria, Nandakumar Chedikulathu Vishnu/Universität Clemson
En världsomspännande studie med 20 laboratorier har etablerat och standardiserat en metod för att mäta exakta avstånd inom enskilda biomolekyler, ner till skalan av en miljondel av bredden på ett människohår. Den nya metoden representerar en stor förbättring av en teknologi som kallas single-molecule FRET (Förster Resonance Energy Transfer), där rörelsen och interaktionen av fluorescensmärkta molekyler kan övervakas i realtid även i levande celler. Än så länge, Tekniken har främst använts för att rapportera förändringar i relativa avstånd – t.ex. om molekylerna rörde sig närmare varandra eller längre ifrån varandra. Prof. Dr. Thorsten Hugel från Institutet för fysikalisk kemi och BIOSS Center for Biological Signaling Studies är en av de ledande forskarna i studien, som nyligen publicerades i Naturmetoder .
FRET fungerar på samma sätt som närhetssensorer i bilar:ju närmare objektet är, desto starkare eller oftare ljudsignalerna blir. Istället för att förlita sig på akustik, FRET är baserat på närhetsberoende förändringar i det fluorescerande ljuset som emitteras från två färgämnen och detekteras av känsliga mikroskop. Tekniken har revolutionerat analysen av rörelser och interaktioner mellan biomolekyler i levande celler.
Hugel och kollegor föreställde sig att när en FRET-standard väl hade etablerats, okända avstånd kunde bestämmas med hög säkerhet. Genom att arbeta tillsammans, de 20 laboratorierna som var involverade i studien förfinade metoden på ett sådant sätt att forskare som använde olika mikroskop och analysmjukvara fick samma avstånd, även i subnanometerområdet.
"Den absoluta avståndsinformationen som kan erhållas med denna metod gör det nu möjligt för oss att exakt tilldela konformationer i dynamiska biomolekyler, eller till och med för att bestämma deras strukturer, säger Thorsten Hugel, som ledde studien tillsammans med Dr. Tim Craggs (University of Sheffield/Great-Britain), Prof. Dr. Claus Seidel (Universitetet i Düsseldorf) och Prof. Dr. Jens Michaelis (Universitetet i Ulm). Sådan dynamisk strukturell information kommer att ge en bättre förståelse för de molekylära maskiner och processer som är grunden för livet.
