碳纳米管原子力显微镜探针的生物学应用

１７６・　生物化学与生物物理进展Ｐｒ０窖．ｍＤｄ帅．Ｂ１０曲　．　２００２；２９（２）　ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇ　ｔｈａｔ　ＩＥＧ　ｐｌａｙｓ　ａｌｌ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｖｏｃａｌ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｍ　１ｍｙ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｖｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｌｅａｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｅｍｏｒｙ，ｉｍｍｅｄｉａｔｅ　ｅａｒｌｙ　ｇｅｎｅ，ｓｏｎｇｂｉｒｄ　ｏｆ　ｃ＾ｓ（８９１７ｅ５）ａｎｄ　Ｅｄｕｃａｔ　１　Ｍ　ｓ岫ｒ　’Ｔｈｉｓ　ｗｏｒｋ　ｗａｓ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｇｒａｎｔｓ　ｆｏｍ　ｔｈｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｒｏｎ　ｏｆ　Ｉ￣？ｏｏｒａｔｏｒｙ　ＶｉｓＬ￣Ｉ　Ｉｎｆ呻Ｂｔｈｌ　Ｐｒｃｃｅ￣Ｉｍｐｏｒｔｍａｔ啊　ｔ　ｉｎ　２００１　ｉｎｇ　Ｎｌ舢ｌ　ＵｎＪｖｅ￣ｔｙ呲．“＆ｎｅｓｐ∞　Ｉｌｇ　ａｕｔｈｏｒ＆：ｈｏｏｔ　Ｄ｛Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ．Ｌ　ｍ　１１６０２９　ｌｅｔ：８６—１０－６４８８９８７６，Ｅ￣ｍａｉｈ　ｈ日ｑ＠３　ｉｂｐ㈣Ｒｅｃｅｉｖｅｄ：Ｓｅｐｔｅｈ￣ｂｅｒ加．２｛１０１　　Ａｃ￣ｖｃｅｄ：Ｎｏ，￣ａｂｅｒ　２３．２００１　碳纳米管原子力显微镜探针的生物学应用　赵铁强　目立秋　’　董　申　）　（”哈尔滨医科大学第一临床医学院心内科，哈尔滨１５００｛）１；　哈尔滨工业大学精密工程研究所，哈尔滨１５０００１）　原子力显微镜（ａ托ｍ　ｃ　ｆｏｒｃｅ　，ＡＦＭ）是一种　形式．碳纳米管探针研究从形态学证实了此种推测．　Ｒｅ　ＤＮＡ复合物：碳纳米管探针所获的ＤＮＡ分子、　ＲｅｅＡ单体、ＲｅｅＡ六聚体、ＲｍＡ－ＤＮＡ丝状复台物的形貌　囝较传统的ＡＦＭ田象更清楚，分辨率更高；通过测量推　测在复台物形成开始是由ＲｍＡ单体而非六聚体与ＤＮＡ结　合的．　具有原子级分辨率的超微结构研究工具，由Ｂｉｎｎｉｇ等于　１９８６年发明．探针是决定ＡＦＭ分辨率的核心部件．近几　年来，碳纳米管成为科备ＡＦＭ探针的新材料　碳纳米管于１９９１年首次被发现，是由碳六元环构成的　石墨烯按一定方式卷曲形成的无缝、中空、纳米级管状结　构，它具有很高的强度，杨氏模量约１　０Ｔｐａ，还具有很好　的弹性，受较大负荷时既不破裂也不发生塑性变形．单壁　碳纳米管半径可达０．２－２．５肿特台高分辨率ＡＦＭ探针的要求碳纳米管的结构和性质　碳纳米管探针的制备主　ＤＮ：　序列分析：Ｗｏｏｌｌｅｙ报道用碳纳米管探针在质粒　中进行特定序列的位置判断．方法是用链霉抗生物素标记　寡核苷酸探针ＧＧＧｃＧ∞，使之与ＤＮＡ片段上的靶序列进　行特异性杂交，沿探针合成ＤＮＡ双链，用ＡＦＭ观察标记　的空间位置以分析特定序列在质粒中的位置　结果表明　ａ　瞰　位点在３　３９０　ｂｐ处，与已知的３　４０５　ｂｐ处吻合．　由于高分辨率的碳纳米管探针能区分不同的标记，可以用　上述方法检测２个或多个位点．　鉴定单元型：ＵＤＰ－葡萄糖苷酰基转移酶基因有２种多　态位点，决定４个等位基因．其（＊１／＊３）和（＊２／＊４）　单元型用传统方法不能区别．Ｗｏｏｌｌｅｙ　ＩＲＤＳ￣和链霉抗　生物素分别标记２个多态位点，用碳纳米管探针确切地将　它们区分开来　（＊１／＊３）型只在ＤＮＡ分子末端有一个标　要是用化学气相沉积法，即利用Ｆｅ，Ｃ。，　等金属作为催　化剂，从碳氢化合物中裂解出自由碳原子沉积在加工过的　ＡＦＭ硅探针上，直接生长出碳纳米管针尖　以下略举几例说明碳纳米管探针在生物领域的应用　免疫球蛋白：传统的ＡＦＭ研究看不到Ｉｇ６的Ｙ形结　构，碳纳米管探针则可以在室温下重复获得清楚的Ｙ型结　构．对目前还不能用Ｘ射线衍射分析的ＩｇＭ，碳纳米管探　针清楚地显示了其对称的五邻体结构．包括５对Ｆａｂ片段　和５个Ｆｃ片段．　ＧｒｏＥＳ蛋白　单壁碳纳米管探针清楚地显示了ＧｍＥＳ　对称的七聚体结构．发现它呈两种形态．一种为指环状结　构，另一种呈圆屋顶状．　记——ＩＲＤ８［ｊ（】或链霉抗生物索；（＊２／＊４）型在ＤＮＡ分　子上有二：个标记——ＩＲＤ８∞和链霉抗生物素．　细胞　碳纳米管探针用于观察疟原虫感染的红细胞．　比传统探针记录到的图象细节更丰富．分辨率更高．　总之，碳纳米管以其固有的性质成为ＡＦＭ的理想探　针，它必将在生物学领域发挥越来越重要的作用．　核小体重构：生化方面的证据表明ＳＷＩ／ＳＮＦ复合物　能使核小体结构发生变化，对ＤＮＡ裂解酶和限制性内切酶　的敏感性增加，推测其重构状态是单个核小体的“二聚体”