最近的研究展示了使用先进的成像技术和微流控的精确控制，在保持热波动最低的情况下，以直线拉伸和固定DNA的创新方法。名古屋大学的研究团队探讨了通过对流经通道的液体施加压力来拉直扭曲的DNA分子的方法。产生的剪切力有助于解卷DNA。他们的研究发现，通过调整流动液体的速度，可以准确修改施加的剪切力，从而精确控制DNA被拉伸的程度。
大多数显微镜只能照亮达到特定大小的物体，然后更小的细节变得模糊不清。这一问题被称为光的衍射极限，形成了一个挑战。然而，超分辨率成像技术能够区分微小的生物分子细节，特别是在减少热波动运动的情况下。
本周，AIP Publishing在AIP Advances上发布的研究详细介绍了如何将已建立的成像技术与细致的微流体控制相结合，有效地将卷曲的DNA拉伸为直线，同时最小化热波动，从而允许进行彻底的分析。
根据作者安田直树的说法，“通过固定分子，我们基本上是将其‘粘’到一个表面上，这停止了由热波动引起的运动。”他进一步解释说，超分辨率成像通常只需几秒钟或几分钟就能捕捉到图像，但在此时间段内，热波动——来自分子热能的随机运动——会导致模糊和降低横向分辨率。
在过去的努力中，研究人员尝试将DNA分子的一个端部锚定以拉伸它，但他们仍面临着热波动造成的运动和模糊的问题。
安田解释说，“拉伸DNA涉及将一条单一的DNA链，天然地以随机方式卷曲，拉伸成直线配置。”观察长度、结构、特定碱基序列及其与蛋白质的相互作用需要拉伸以进行彻底分析。
在他们的实验中，安田及其同事对通道中流动的液体施加压力，以利用生成的剪切力拉直DNA分子。他们发现，通过调整液体的流速，可以微调剪切力并准确修改DNA的拉伸比。
控制拉伸比的精确性对于准确观察至关重要。此外，他们采用了一种特殊化学物质，在DNA与玻璃表面之间形成键以固定DNA分子。
安田指出，“尽管我们尚不能直接可视化单个碱基对，但这些方法显著提高了在分子水平观察结构的精度。”他补充说，“我们的目标是精炼这些技术，以提高拉伸和固定DNA分子的准确性，从而进行更可靠的分析。”
