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      原子力顯微鏡將研究分子水平的肌肉運動
      
			
      
				2019-02-01 09:49:54
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      在北亞利桑那大學校園的基巖上的一個混凝土掩體中，有一種足以操縱單個分子的儀器。新科學與健康大樓地下室的原子力顯微鏡將用于測試由Regents生物科學教授Kiisa Nishikawa開發(fā)的假設，該假設可以改變我們對肌肉運動理解的基礎。
      

      原子力顯微鏡將研究分子水平的肌肉運動
      

      Nishikawa團隊的博士后學者Samrat Dutta已經在AFM上投入時間。在開發(fā)抗癌藥物的同時，他依靠九年前使用類似儀器的經驗。“我們正在處理納米范圍內的分子，”Dutta說道，他被聘請幫助Nishikawa團隊測試纏繞細絲假說。“我們想要聯系肌肉中單個分子行為的變化如何促成肌肉運作的整體行為。”
      

      跨學科研究團隊于2014年從WM凱克基金會獲得了100萬美元的資金，專門用于開展這項工作。Nishikawa認為，一種稱為肌動蛋白的分子，是人體中最長的蛋白質，與肌動蛋白絲(另一種蛋白質)結合，并在其周圍纏繞以促進肌肉收縮。
      

      團隊希望看到的內容實際上并不是實時圖像。相反，使用兩種不同的技術來產生供研究人員觀察的東西。在一個方面，需要復雜的軟件和統(tǒng)計分析來將顯微鏡產生的數據轉換成數字表示。
      

      在另一種稱為力譜的研究中，研究人員使用帶有硅尖端的懸臂，該尖端在物質頂部移動，產生電信號。對于這個項目，Dutta將一個單分子的titin附著到尖端，輕輕按壓肌動蛋白絲，然后測量相互作用。“當我們脫掉懸臂時，相互作用過程中涉及的所有紐帶都會破裂，”杜塔說。“我們可以測量這些相互作用并量化肌動蛋白分子與其他蛋白質結合的強度。”
      

      Dutta說，通過表面化學實現貼附分子。共價鍵將單個分子強烈地結合到懸臂尖端。他怎么知道這只是一個?“我們必須以不同的濃度水平玩耍，”Dutta說道，指出正確的化學反應本身就是一個活躍的研究領域。這個艱苦的過程有助于原子力顯微鏡是一種緩慢的技術。“在美好的一天，我可以拍攝四到五張照片，”杜塔說。“但你得到的信息量很大。”
      

      到目前為止，Dutta的工作需要聚合F-肌動蛋白，肌動蛋白可以結合的底物。由于肌動蛋白絲由表面上的外部實驗室形式提供，他對它們進行成像。“這是一個動態(tài)的過程，所以我們想在生理條件下測試我們的實驗，”Dutta說。
      
			

			
        
      
			
      
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