原子力显微镜将研究分子水平的肌肉运动

在北亚利桑那大学校园的基岩上的一个混凝土掩体中，有一种足以操纵单个分子的仪器。新科学与健康大楼地下室的原子力显微镜将用于测试由Regents生物科学教授Kiisa Nishikawa开发的假设，该假设可以改变我们对肌肉运动理解的基础。

Nishikawa团队的博士后学者Samrat Dutta已经在AFM上投入时间。在开发抗癌药物的同时，他依靠九年前使用类似仪器的经验。“我们正在处理纳米范围内的分子，”Dutta说道，他被聘请帮助Nishikawa团队测试缠绕细丝假说。“我们想要联系肌肉中单个分子行为的变化如何促成肌肉运作的整体行为。”

跨学科研究团队于2014年从WM凯克基金会获得了100万美元的资金，专门用于开展这项工作。Nishikawa认为，一种称为肌动蛋白的分子，是人体中最长的蛋白质，与肌动蛋白丝(另一种蛋白质)结合，并在其周围缠绕以促进肌肉收缩。

团队希望看到的内容实际上并不是实时图像。相反，使用两种不同的技术来产生供研究人员观察的东西。在一个方面，需要复杂的软件和统计分析来将显微镜产生的数据转换成数字表示。

在另一种称为力谱的研究中，研究人员使用带有硅尖端的悬臂，该尖端在物质顶部移动，产生电信号。对于这个项目，Dutta将一个单分子的titin附着到尖端，轻轻按压肌动蛋白丝，然后测量相互作用。“当我们脱掉悬臂时，相互作用过程中涉及的所有纽带都会破裂，”杜塔说。“我们可以测量这些相互作用并量化肌动蛋白分子与其他蛋白质结合的强度。”

Dutta说，通过表面化学实现贴附分子。共价键将单个分子强烈地结合到悬臂尖端。他怎么知道这只是一个?“我们必须以不同的浓度水平玩耍，”Dutta说道，指出正确的化学反应本身就是一个活跃的研究领域。这个艰苦的过程有助于原子力显微镜是一种缓慢的技术。“在美好的一天，我可以拍摄四到五张照片，”杜塔说。“但你得到的信息量很大。”

到目前为止，Dutta的工作需要聚合F-肌动蛋白，肌动蛋白可以结合的底物。由于肌动蛋白丝由表面上的外部实验室形式提供，他对它们进行成像。“这是一个动态的过程，所以我们想在生理条件下测试我们的实验，”Dutta说。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。