On mechanism of intermediate-sized circular DNA compaction mediated by spermine: Contribution of fluorescence lifetime correlation spectroscopy

0311013 - ÚFCH JH 2009 RIV US eng J - Článek v odborném periodiku
Humpolíčková, Jana - Štěpánek, M. - Kral, Teresa - Benda, Aleš - Procházka, K. - Hof, Martin
On mechanism of intermediate-sized circular DNA compaction mediated by spermine: Contribution of fluorescence lifetime correlation spectroscopy.
[O mechanismu sperminem indukovaném sbalení středně veliké kruhové DNA: příspěvek časově rozlišené fluorescenční korelační spektroskopie.]
Journal of Fluorescence. Roč. 18, 3-4 (2008), s. 679-684. ISSN 1053-0509. E-ISSN 1573-4994
Grant CEP: GA AV ČR IAA400400621; GA MŠMT(CZ) LC06063
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z40400503
Klíčová slova: DNA compaction * fluorescence correlation spectroscopy * fluorescence lifetime correlation spectroscopy * dynamic light scattering
Kód oboru RIV: CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
Impakt faktor: 1.880, rok: 2008

The compaction of DNA plays a role in the nuclei of several types of cells and becomes important in the non-viral gene therapy. Thus, it is in the scope of research interest. It was shown, that spermine-induced compaction of large DNA molecules occurs in a discrete "all-or-non" regime, where the coexistence of free and folded DNA molecules was observed. In the case of intermediate-sized DNA molecules (cca 10 kbp), so far, it was stated that the mechanism of folding is continuous. Here, we show, that neither a standard benchmark technique—dynamic light scattering, nor a single molecule technique such as fluorescence correlation spectroscopy, can decide what kind of mechanism is undertaken in the compaction process. Besides, we introduce an application of a new approach—fluorescence lifetime correlation spectroscopy.

Sbalení DNA se odehrává v jádrech několika typů buněk a stává se důležitým pro nevirální genovou terapii. Z těchto důvodů je předmětem zájmu vědeckých výzkumů. Bylo ukázáno, že sperminem indukované sbalení velkých DNA molekul se odehrává v dikrétním "vše nebo nic" režimu, kde je možno pozorovat koexistenci volné a sbalené DNA.V případě středně velkých DNA molekul (cca 10 kbp) bylo dosud uváděno, že mechanismus sbalení je spojitý. Zde ukazujeme, že ani standardní srovnávací technika – dynamický rozptyl světla, ani technika jednotlivých molekul jako je fluorescenční korelační spektroskopie, nemůže rozhodnout, jakým mechanismem proces sbalení probíhá. Navíc představujeme aplikaci nového přístupu – časově rozlišené fluorescenční korelační spektroskopie. Tato metoda využívá jemných změn doby života excitovaného stavu interkalačního barviva PicoGreen během titrace sperminem, a na základě toho odhaluje diskrétní mechanismus procesu sbalení.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0162735