DNAタンパク質相互作用によって誘導されるDNAスーパーコイルの分析

特定のDNA相互作用タンパク質は、二重らせんに顕著な曲げを誘発し、DNAのスーパーコイルの形成によって補償されるトポロジーストレスを引き起こします。このようなスーパーコイルは、円形プラスミドで形成されるときに、電気泳動中に異なる速度で走る一連のトポイソマーを生じさせます。プラスミドに導入されたスーパーコイルの数は、タンパク質に関する情報を提供できます。たとえば、プラスミドに組み込まれているヌクレオソームの数を判断したり、転写因子のDNA曲げ活性がトポロジーストレスを引き起こすほど重要であるかどうかを示したりできます。DNAタンパク質の活性は、ヘリックスのオーバー巻きまたは下巻きのいずれかにつながる可能性があるため、どちらの方向にもスーパーコイルが発生する可能性があります。プラスミドがクロロキンなどのスーパーコイルDNAを積極的にスーパーコイルDNAにしたことが知られている挿入剤を含むアガロースゲルのおかげで、プラスミドが陽性または負のスーパーコイルDNAを含むかどうかを判断します。トポイソマーの移動速度は、薬剤の存在下および非存在下で特徴的な方法で変化します。さらに、トポイソマーの標準を生成して、DNAタンパク質相互作用によってプラスミドに誘導されるスーパーコイルの数を簡単に評価できるようにすることができます。

Certain DNA-interacting proteins induce a pronounced bending in the double helix and cause topological stresses that are compensated by the formation of supercoils in DNA. Such supercoils, when forming on a circular plasmid, give rise to a series of topoisomers that run at different speeds during electrophoresis. The number of supercoils introduced in the plasmid can provide information on the protein; it can for example help determine the number of nucleosomes that are assembled on the plasmid or indicate whether the DNA-bending activity of a transcription factor is important enough to cause a topological stress. Because a DNA-protein activity can lead to either an overwinding or an underwinding of the helix, supercoiling can occur in either direction. Determining whether a plasmid contains positively or negatively supercoiled DNA is possible, thanks to an agarose gel containing an intercalating agent known to positively supercoil DNA, such as chloroquine. The speed of migration of the topoisomers varies in a characteristic way in the presence and absence of the agent. Topoisomer standards can furthermore be generated to allow the easy evaluation of the number of supercoils induced in a plasmid by a DNA-protein interaction.