Superficies PEGiladas para el estudio de interacciones ADN-proteínas mediante microscopia de fuerza atómica

Las interacciones ADN-proteínas son vitales para la función celular, con roles clave en la regulación de la expresión génica y el mantenimiento del genoma. La microscopía de fuerza atómica (AFM) ofrece la capacidad de visualizar interacciones ADN-proteínas a resolución nanométrica en tampones casi fisiológicos, pero requiere que el ADN esté adherido a la superficie de un sustrato sólido. Esto presenta un problema al trabajar en concentraciones de proteínas relevantes biológicamente, donde las proteínas pueden estar presentes en gran exceso en solución; gran parte de la información biofísicamente relevante puede, por lo tanto, estar oculta por la unión no específica de proteínas al sustrato subyacente. Aquí exploramos el uso de copolímeros en bloque PLLx-b-PEGy para lograr la adsorción selectiva de ADN en una superficie de mica para estudios de AFM. Al variar tanto el número de residuos de lisina como de etilenglicol en los copolímeros en bloque, mostramos la adsorción selectiva de ADN en mica que está funcionalizada con una mezcla de PLL10-b-PEG113/PLL1000-2000, como se observa mediante imágenes de AFM en una solución que contiene altas concentraciones de estreptavidina. Mostramos - a través del uso de ADN biotinilado y estreptavidina - que esta adsorción selectiva se extiende a complejos ADN-proteína y que la estreptavidina unida al ADN puede distinguirse de manera inequívoca a pesar de un exceso de estreptavidina no unida en solución. Finalmente, aplicamos esto a la enzima nuclear PARP1, resolviendo la unión de moléculas individuales de PARP1 al ADN mediante AFM en líquido.