Brightness Optimization of Various HMG-FPs and tTALE-FPs
다양한 HMG-FP와 tTALE-FP의 밝기 최적화
- 주제(키워드) Single-molecule DNA , FP-DBP , HMG , truncated TALE , Fluorescent protein
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 조규봉
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- UCI I804:11029-000000065602
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
DNA binding fluorescent proteins are promising tools for the visualization of large DNA molecules under a fluorescent microscope. Fluorescent protein fused DNA binding proteins (FPDBPs) have increasingly replaced traditional organic dyes such as bis-intercalating dye of oxazole yellow homodimer (YOYO-1) or thiol-orange homodimer (TOTO-1) for DNA staining. FP-DBPs overcome the drawbacks associated with using organic dyes such as structural deformation, light-induced photocleavage. Previous studies provided fluorescent protein fused with High Mobility Group chromosomal proteins (HMG-FPs) and truncated transcription activator-like effector (tTALE-FPs) as promising DNA staining reagents among FP-DBPs. HMGFPs can stain large DNA molecules with higher fluorescence intensity than that with other different small DNA binding motifs. tTALE-FPs can stain DNA molecules at high salt concentrations. To enhance their fluorescence intensity, here we constructed various HMG-FPs and tTALE-FPs by using different fluorescent proteins, including mNeonGreen, YPet, RRvT, and mScarlet. We demonstrated the use of FP-DBPs to stain double-stranded DNA molecules on the functionalized surface. We optimized their fluorescence intensity for the single-molecule DNA analysis. This investigation shows that mNeonGreen-HMG and tTALE-mNeonGreen have higher fluorescence intensity then that of others.
more초록/요약
DNA에 결합하는 형광단백질은 형광현미경을 통해 큰 사이즈의 DNA를 관찰하기에 유망한 도구이다. 형광단백질이 결합된 DNA 결합 단백질(FP-DBP)은 oxazole yellow homodimer (YOYO-1)이나 thiol-orange homodimer (TOTO1)과 같은 bis-intercalating 유기 형광 염료의 위치를 조금씩 대체하고 있다. FP-DBP는 기존 유기 형광 염료가 가지고 있던 구조의 변형, 광유도성 절단과 같은 단점들을 극복하였다. 이전의 연구에서는 다양한 종류의 FP-DBP 중에서도 High Mobility Group Chromosomal Proteins 이 연결된 형광단백질(HMG-FP)과 끝이 잘린 TALEN 단백질이 연결된 형광단백질 (truncated transcription activator-like effector, tTALE-FPs)을 유망한 DNA 염색 염료로 제시하였다. HMG-FP는 큰 DNA 염색 과정에서 다른 DNA 결합 모티프들에 비해 밝기가 높게 나타났으며. tTALE-FP는 염의 농도가 높은 환경에서도 DNA 를 염색할 수 있는 특징이 있다. 본 연구에서는 이들 형광 염료의 밝기를 향상시키기 위해, mNeonGreen, YPet, RRvT, mScarlet 등을 포함한 다양한 형광 단백질에 HMG와 tTALE을 연결하였다. FP-DBP 의 활용을 위하여, 형광현미경 상에서 FP-DBP 의 형광 세기를 측정하였다. 개질 된 표면에 고정된 DNA 분자를 염색하고, 어떤 FPDBP 가 단일분자 DNA 연구에 가장 좋은 지 확인하였다. 이번의 연구로 형광현미경 상에서 DNA 의 형광세기를 측정하였을 때, mNeonGreen-HMG와 tTALE-mNeonGreen이 HMG-FP, tTALE-FP 각각의 FP-DBP 중에서 가장 밝기가 높게 나타나는 것을 확인하였다.
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