偏光スイープ単一分子蛍光(PS-SMF)顕微鏡による励起子結合(iCy3)2 ダイマー標識DNA構造におけるDNAの「呼吸」の研究

DNAの糖-リン酸骨格と塩基の局所的な変動（DNAの「呼吸」の一形態）は、タンパク質-DNA複合体の構築において重要な役割を果たします。我々は、ダイマープローブがDNAフォーク接合部に対して異なる位置に配置された励起子結合シアニン(iCy3)2ダイマー標識DNAフォーク構造の局所的な構造変動を感度良く測定する単分子蛍光法を提示します。これらのシステムは、ダイマープローブラベル位置の周囲にある糖-リン酸骨格と塩基が採る局所的な構造に敏感な分光信号を示します。(iCy3)2ダイマーは、互いに垂直に配置された対称的（+）および反対称的（–）励起子を1つずつ持ちます。我々は、偏光方向を1 MHzの周波数で回転させた連続波、線偏光レーザーを使用して単一分子サンプルを励起します。その後の蛍光信号は、レーザーの偏光が(iCy3)2ダイマープローブの対称的および反対称的励起子を交互に励起する際に変調されます。光子計数レベルでの信号の位相感度検出は、局所的な構造の分布と構造動力学に関する情報を提供します。我々は、システムの自由エネルギー面をパラメータ化するために使用した運動ネットワークモデルを用いてデータを分析します。ss-dsDNA接合部でのDNAの呼吸を観察することに加え、このアプローチは、これらの部位で結合および機能するタンパク質の影響を研究するためにも使用できます。