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#Novedades de la industria
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Una nueva herramienta de la solo-molécula para observar las enzimas en el trabajo
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Un equipo de científicos en la universidad de Washington y la compañía de biotecnología Illumina han creado una herramienta innovadora para detectar directamente las interacciones delicadas, de la solo-molécula entre la DNA y las proteínas enzimáticas.
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Su acercamiento proporciona una nueva plataforma para ver y para registrar estas interacciones del nanoscale en tiempo real. Pues divulgan de sept. el 28 en biotecnología de la naturaleza, esta herramienta debe proporcionar la caracterización rápida y confiable del uso celular de las proteínas de diversos mecanismos de atar a los filamentos de la DNA -- la información que podría verter la nueva luz en atómico-escala interacciones dentro de nuestras células y ayuda a diseñar nuevas terapias de droga contra patógeno apuntando las enzimas que obran recíprocamente con la DNA.
“Hay otras herramientas de la solo-molécula alrededor, pero nuestra nueva herramienta es lejos más sensible,” dijo a profesor mayor Jens Gundlach del autor y de la física de UW. “Podemos coger realmente atómico-escalamos los movimientos que una proteína imparte sobre la DNA.”
Como puede suceder en el proceso científico, desarrollaron esta herramienta -- las pinzas del nanopore de la picometer-resolución de la solo-molécula, o SPRNT -- mientras que trabaja en un proyecto relacionado.
El equipo de UW ha estado explorando tecnología del nanopore para leer secuencias de la DNA rápidamente. Nuestros genes son estiramientos largos de las moléculas de la DNA, que se componen de combinaciones cuatro de la DNA química “letras.” En su acercamiento, Gundlach y su equipo miden una corriente eléctrica a través de un poro biológico llamado MspA, que se encaja dentro de una membrana celular modificada. Como la DNA pasa con una abertura minúscula en el poro -- una abertura que tiene apenas 0.00000012 centímetros de ancho, o a/10,000o la anchura de un pelo humano -- los cambios de la corriente basados en la secuencia de letras de la DNA. Utilizan estos cambios en corriente para deducir secuencias de la DNA.
Gundlach y su equipo, en curso de nanopore de investigación que ordenaba, probaron una variedad de motores moleculares para mover la DNA a través del poro. Descubrieron que su disposición experimental era bastante sensible observar los movimientos mucho más pequeños que la distancia entre las letras adyacentes en la DNA. Pues divulgan en su papel, SPRNT es más de siete veces más sensible que técnicas existentes a las interacciones de la medida entre la DNA y las proteínas.
“Generalmente, la mayoría de las técnicas existentes para mirar los movimientos de la solo-molécula -- por ejemplo las pinzas ópticas -- tenga una resolución, en el mejor de los casos, de cerca de 300 picometers,” dijo Gundlach. “Con SPRNT, podemos tener resolución de 40 picometer.”
Para la referencia, 40 picometers son 0.000000004 centímetros, o cerca de 0.0000000016 pulgadas.
“Realizamos que podemos detectar diferencias minuciosas en la posición de la DNA en el poro,” dijo al investigador postdoctoral Andrew Laszlo, co-autor de la física de UW en el papel. “Podríamos coger diferencias en cómo las proteínas ataban a la DNA y la movían a través del poro.”
Estas diferencias explican el papel único los juegos celulares de cada proteína mientras que obra recíprocamente con la DNA. Las células tienen proteínas para copiar la DNA, DNA “leída” para expresar genes y para reparar la DNA cuando se daña. Hay las proteínas celulares que desenrollan la DNA, mientras que otras agrupan la DNA firmemente junta.
Los biólogos han reconocido de largo que las proteínas tienen diversas estructuras para realizar estos papeles, pero el movimiento físico de proteínas como trabajan en la DNA ha sido difícil de detectar directamente.
“Cuando usted tiene la clase de resolución que SPRNT ofrece, usted puede comenzar a escoger aparte los pasos del minuto toma de estas proteínas,” dijo a Laszlo.
Gundlach y su equipo demuestran que SPRNT es bastante sensible distinguir entre los mecanismos que dos proteínas celulares utilizan para pasar DNA con la abertura del nanopore. Una proteína, que copia normalmente la DNA, se mueve a lo largo de la letra de la DNA una a la vez como ella dirige la DNA a través del poro. La segunda proteína, que desenrolla normalmente la DNA, en lugar toma dos medidas a lo largo de cada letra de la DNA, que ella podría coger siguiendo cambios minuciosos en la corriente, según el estudiante doctoral Jonatán Craig del co-autor y de la física de UW. Incluso descubrieron que estos dos pasos implican los procesos químicos secuenciales que la proteína utiliza para caminar a lo largo de la DNA.
“Usted puede ver realmente los mecanismos subyacentes, y eso tiene una tonelada de implicaciones -- de entender cómo los trabajos de vida al diseño de la droga,” dijeron a Laszlo.
Gundlach cree que esta herramienta puede abrir una nueva ventana para entender cómo las proteínas celulares procesan la DNA, que podría ayudar genético a las proteínas del ingeniero para realizar trabajos nuevos. Estos detalles finos pueden también ayudar a científicos a entender cómo las mutaciones en proteínas pueden llevar a la enfermedad o encontrar las características de la proteína que serían blancos ideales para las terapias de droga.
“Por ejemplo, el código viral de los genes para sus propias proteínas que procesan su DNA,” dijo Gundlach. “Si podemos utilizar SPRNT para defender para las drogas que interrumpen específicamente el funcionamiento de estas proteínas, puede ser posible interferir con los virus.”