High-resolution AFM structure of DNA G-wires in aqueous solution.
High-resolution AFM structure of DNA G-wires in aqueous solution.
复制标题
DOI：
10.1038/s41467-018-04016-y
复制
发表时间：
2018-05-17
影响因子：
16.6
通讯作者：
Phan AT
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bose K;Lech CJ;Heddi B;Phan AT
我们使用原子力显微镜 (AFM) 研究了四膜虫端粒 DNA 序列 d[G4T2G4] 短片段在生理相关水溶液中的自组装。观察到高度为 3.0 nm 的线状结构（G 线），具有明确的表面周期性特征。对高分辨率 AFM 图像的分析允许根据这些特征的周期性进行分类。主要物种被鉴定为具有 4.3 nm 的周期性特征，在分子表面上显示左手脊或锯齿状特征。一种次要物种主要表现出 2.2nm 的左手周期特征。除了 4.3 和 2.2 nm 脊之外，还观察到周期性为 0.9 nm 的背景特征。通过分子建模和模拟，我们确定了一种分子结构，可以解释主要 G 线种类的周期性和旋向性。我们的结果证明了 G 线形成的潜在结构多样性，并为高阶分子间 G 四链体的结构提供了有价值的见解。 我们的结果还展示了如何将 AFM 与模拟相结合来深入了解生物分子结构。 DNA 和 RNA G 四链体可以堆叠形成称为 G 线的高阶结构。在这里，作者报告了水溶液中高阶 DNA G-四链体的高分辨率 AFM 图像，这可能会影响基于 G-wire 的纳米器件的设计以及对生物学中 G-wire 的理解。
We investigate the self-assembly of short pieces of the Tetrahymena telomeric DNA sequence d[G4T2G4] in physiologically relevant aqueous solution using atomic force microscopy (AFM). Wire-like structures (G-wires) of 3.0 nm height with well-defined surface periodic features were observed. Analysis of high-resolution AFM images allowed their classification based on the periodicity of these features. A major species is identified with periodic features of 4.3 nm displaying left-handed ridges or zigzag features on the molecular surface. A minor species shows primarily left-handed periodic features of 2.2 nm. In addition to 4.3 and 2.2 nm ridges, background features with periodicity of 0.9 nm are also observed. Using molecular modeling and simulation, we identify a molecular structure that can explain both the periodicity and handedness of the major G-wire species. Our results demonstrate the potential structural diversity of G-wire formation and provide valuable insight into the structure of higher-order intermolecular G-quadruplexes. Our results also demonstrate how AFM can be combined with simulation to gain insight into biomolecular structure. DNA and RNA G-quadruplexes can stack to form higher-order structures called G-wires. Here the authors report high-resolution AFM images of higher-order DNA G-quadruplexes in aqueous solution that could impact the design of G-wire based nanodevices and the understanding of G-wires in biology.
登录
查看更多内容
鸟嘌呤碱基在G-四链体核酸中堆叠。
影响因子：
14.9
作者：
Lech CJ;Heddi B;Phan AT
通讯作者：
Phan AT
影响因子：
29.4
作者：
Kotlyar, AB;Borovok, N;Porath, D
通讯作者：
Porath, D
影响因子：
2.9
作者：
MARSH, TC;HENDERSON, E
通讯作者：
HENDERSON, E
影响因子：
16.6
作者：
Liu, Shott-Peng;Weisbrod, Samuel H.;Erbe, Artur
通讯作者：
Erbe, Artur
影响因子：
16.6
作者：
Chakraborty K;Veetil AT;Jaffrey SR;Krishnan Y
通讯作者：
Krishnan Y