De Proteïnen kritiek voor het samenpersen van DNA als voorbereiding op celafdeling staan eigenlijk met de dubbele schroef in wisselwerking om het in een soort „moleculaire Klitband te vormen,“ de onderzoekers hebben ontdekt.
De geroepen proteïnen, condensins, zijn belangrijk voor een verscheidenheid van huishoudenprocessen in chromosomen, maar de werktuigkundigen achter hun functie zijn grotendeels onbekend geweest. Toen de onderzoekers uitrekten en afwisselend één enkele molecule van DNA met condensins in bijlage die samenpersten, vonden zij dat DNA wordt uitgebreid in trapsgewijze „klikt,“ verwant aan het openritsen van de Klitband.
De succesvolle manipulatie van één enkele molecule van DNA met condensinproteïnen in bijlage maakt het aannemelijk om over het gebruiken van een gelijkaardige strategie te denken om de machines te onderzoeken die chromosomen in de bovengenoemde cel verwerken, één van de hogere auteurs van de studie, Carlos Bustamante, een onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute bij de Universiteit van Californië, Berkeley.
Bustamante, Ryan B. Case, Nicholas R. Cozzarelli en hun collega's in Berkeley publiceerden hun bevindingen op 3 Juni, 2004, in Uitdrukkelijke Wetenschap, die snelle elektronische publicatie van geselecteerde artikelen van de dagboekWetenschap verstrekt.
„Tot nu toe, werd weinig gekend over de functie van condensins,“ bovengenoemde Bustamante. „Men wist dat als het gen voor de proteïne werd geëlimineerd, de chromosomen om behoorlijk in celafdeling er niet in slaagden af te zonderen. Één dochtercel zou al DNA en andere niets kunnen ontvangen.“
Bustamante en zijn collega's namen nota van vroegere studies door een andere groep onderzoekers die bewijs leverde dat condensins scheen om „het supercoiling“ in DNA te veroorzaken, die voorkomt wanneer twee spiraalvormige molecules ineenstrengelen.
„Wij beslisten te proberen om een enig-moleculeanalyse te ontwikkelen, om te zien of wij het mechanisme van de gevolgen van deze proteïne voor DNA konden werkelijk begrijpen,“ bovengenoemde Bustamante. „Alhoewel er geen bulkanalyse voor de activiteit van deze proteïne was, dachten wij dat misschien wij gelukkig zouden worden en wat activiteit op een enig-moleculeniveau.“ zouden waarnemen
De onderzoekers werkten met een type van condensin in de bacterie E. dat coli wordt gevonden. Hun experimentele procedure bestond uit het vastmaken van één eind van een molecule van DNA aan een uiterst kleine plastic die parel door zuiging op micropipette wordt gehouden. Zij veroorzaakten toen de molecule van DNA om zich door stromende vloeistof voorbij het uit te breiden, en stelden het aan een oplossing bloot die de bacteriële condensinproteïne bevatten. De onderzoekers voegden daarna energie-bevattende moleculeATP aan de oplossing toe. Nadat ATP werd toegevoegd, vingen zij het andere eind van de condensin-behandelde molecule van DNA met een andere plastic parel en gingen om op DNA met precies gemeten kracht te trekken te werk.
„Wij vonden dat de molecule van DNA veel korter was geworden in aanwezigheid van condensin eiwit,“ bovengenoemde Bustamante. „En toen wij begonnen het apart te trekken zorgvuldig, zagen wij het ons in een zaagtandpatroon van kracht, zoals de klik-klik uitbreiden van het openritsen van de Klitband.
„Toen wij opnieuw een tweede keer, veel aan onze verrassing trokken, reproduceerde het proces identiek elke tand in het zaagtandpatroon. Wij hadden nooit iets in die aard gezien. Wij dachten werkelijk dat wij slechts lawaai in zich het uitrekken van DNA zagen, maar zagen wij in plaats daarvan een perfecte registratie in het zaagtandpatroon,“ bovengenoemde Bustamante.