Dos biólogos en la Universidad de California, San Diego han descubierto el primer de una nueva clase de proteínas celulares del motor que “rebobine” las secciones de la molécula double-stranded de la DNA que se desenrollan, como las cintas enredadas de una cinta de cassette, en las “burbujas” que evitan que los genes críticos sean expresados.

“Cuando su DNA consigue pegada en la posición desenrollada, sus células están en el apuro grande, y en seres humanos, que lleva en última instancia a la muerte” dijo a Jim Kadonaga, profesor de la biología en el UCSD que dirigió el estudio.  “Qué descubrimos es la enzima que fija este problema.”

El descubrimiento representa la primera vez que los científicos han identificado una proteína del motor diseñada específicamente para prevenir la acumulación de burbujas de la DNA desenrollada, que ocurre cuando los hilos de la DNA se desenrollan incorrectamente en ciertas localizaciones a lo largo de la molécula.

Los resultados de los investigadores del UCSD, detallados en la aplicación del 31 de octubre la ciencia, son también importantes porque proveen de científicos biomédicos una mayor comprensión de los mecanismos moleculares que llevan a un desorden genético raro llamado displasia inmuno-osea de Schimke.  El descubrimiento permitirá eventual que los investigadores médicos diseñen los tratamientos futuros para este desorden genético devastador, que causa movimientos, paro cardíaco congestivo, incidente de riñón y muerte en niños jovenes.

“Sabíamos que esta proteína determinada causó esta enfermedad antes de que comenzáramos el estudio,” dijo Kadonaga.  “Que es porqué lo investigamos.  Apenas no sabíamos lo que hizo.”

Qué lo hizo esta proteína, llamada HARP para la proteína HepA-relacionada, Kadonaga y Timur asombrosos Yusufzai, un compañero postdoctoral que trabaja en su laboratorio.  Los dos biólogos moleculares descubrieron inicialmente que esta proteína del motor quema energía de la misma forma que las enzimas llamaron helicases y, como los helicases, asociadas a las secciones de división de la DNA.  Pero mientras que los helicases utilizan su energía para separarse dos destemplaron el ácido nucléico hilo-tal como dos hilos de DNA, dos hilos de ARN o los hilos de un híbrido de RNA-DNA los científicos encontrados a su sorpresa que esta proteína hizo el contrario; es decir, rebobina secciones de la DNA defectuosa y sella así los dos hilos juntos otra vez.

Por consiguiente, los biólogos del UCSD llamaron su nueva actividad enzimática un “helicase del recocido.”

“Incluso no considerábamos la idea de destemplar helicases antes de que este estudio comenzara,” dijimos Kadonaga.  “No ocurrió a nosotros que existieron tales enzimas incluso.  De hecho, nunca sabíamos hasta ahora qué sucedió a la DNA cuando consiguió pegada en la posición desenrollada.”

Ahora los científicos que estudian la acción de helicases en la DNA y el ARN tienen enteramente una nueva clase de proteínas a investigar.

“Esto abrirá un nuevo campo de estudio entero,” dijo Kadonaga.  “Hay muy pocas enzimas sabidas que alteran la estructura de la DNA.  Y hemos descubierto enteramente un nuevo.  No se esperaba que esto sucediera en el año 2008.  Debemos haber encontradolos todos ahora.”

“Creo que va a ir más allá de la DNA.  Apenas pues hay helicases de DNA-DNA, hay helicases de RNA-DNA y helicases de RNA-RNA.  No toma tan mucha imaginación para prever que van probablemente a ser helicases del recocido de RNA-DNA y los helicases del recocido de RNA-RNA.  El campo potencialmente puede ser bastante grande.  Y como la gente descubre cada vez más helicases que destemplan adicionales, este campo se ampliará.”

Kadonaga y Yusufzai están buscando ya para más helicases del recocido, pero también planean continuar sus estudios de la ARPA.

“Primero, qué queremos hacer es encontrar más de estas proteínas, así que estamos buscando más ahora,” dijo Kadonaga.  “También queremos ver a lo que son afectados otros procesos específicos por esta proteína determinada, ARPA, en la célula.”

En el núcleo, abrigos de la DNA alrededor de las proteínas de la histona, que pila de discos la DNA y la hacen menos accesible para la transcripción. Muchos activadores transcriptivos promueven la acetilación de la histona, que abre la estructura de la cromatina y las ayudas reclutan la maquinaria de la transcripción a los genes nuevamente accesibles. Inversamente, algunos represores del gene promueven el deacetylation de histonas. Porque la dependencia de droga es mediada en parte por los cambios en la expresión de gene, los inhibidores de la acetilación y del deacetylation de la histona pudieron prevenir el desarrollo de la dependencia de droga. La ayuda del al. de Romieuet esta hipótesis mostrando que la administración de los inhibidores del deacetylase de la histona poco antes que daban a ratas el acceso a la cocaína redujo la autoadministración de la cocaína y disminuyó el número de épocas una rata empujó su nariz en un agujero para recibir una dosis de la cocaína. Cuando las ratas reciben el diario de la cocaína, su respuesta a los aumentos de una dosis en un cierto plazo. Esta sensibilidad creciente, llamada sensibilización, se piensa para promover dependencia. La sensibilización de la cocaína es prevenida por los inhibidores del deacetylase de la histona, sugiriendo que los inhibidores puedan reducir con eficacia dependencia.

El modelo genético completo para el cáncer pancreático mortal y el cáncer de cerebro fue descifrado por un equipo en el centro del cáncer de Johns Hopkins Kimmel.

Los estudios, llevados por el mismo grupo que terminó las correspondencias del cáncer de pecho y de los genomas colorrectales del cáncer en 2007, están señalados en dos artículos en de sept. el 5 de 2008, aplicación la ciencia expresa.

Creído para ser el resultado más comprensivo hasta la fecha para cualquier tipo del tumor, la nueva correspondencia evaluó mutaciones en virtualmente todos los genes humanos sabidos de la proteína-codificación, abarcados de más de 20.000 genes, en 24 cánceres pancreáticos y 22 cánceres de cerebro.

Un conjunto de la base de los procesos y de los caminos reguladores, alrededor de una docena del gene para cada tipo del tumor, fue encontrado para ser alterado en la mayoría de tumores estudiados por los investigadores. En cáncer pancreático, estos 12 caminos, incluyendo ésos conectados al control de daño de la DNA, maduración de la célula, e invasión del tumor, fueron alterados en el 67 por ciento a el 100 por ciento de tumores.

“Esta perspectiva cambia la manera que pensamos en tumores sólidos y su gerencia, porque las drogas u otros agentes que apuntan los efectos fisiológicos de estos caminos, algo que componentes individuales del gene, es probable ser el acercamiento más útil para desarrollar nuevas terapias,” dice a Bert Vogelstein, M.D., codirector del centro de Luis en Johns Hopkins e investigador médico del instituto de Howard Hughes.

Además de los descubrimientos del camino, un número de genes transformados individuales fueron identificados, incluyendo 83 genes del cáncer en cáncer pancreático y 42 en la forma más mortal de cáncer de cerebro, el multiforme del glioblastoma (GBM). Además, 70 genes que overexpressed dramáticamente en cualquier cáncer codifican las proteínas que están en la superficie de células o secretada, haciéndoles diagnóstico potencial y defendiendo blancos.

Un gene, deshidrogenasa 1 (IDH1) del isocitrate, fue encontrado para ser transformado con frecuencia en un subconjunto de cánceres de cerebro de GBM. Las mutaciones eran mas comunes en pacientes jovenes de GBM, y fueron asociadas a supervivencia mejorada. Las mutaciones IDH1 también fueron encontradas en casi todos los casos de GBMs secundario (cánceres que progresan de tumores preexistentes de una calidad más inferior), mencionando la posibilidad que esta mutación puede ser una etiqueta de plástico útil para identificar que los tumores cerebrales de calidad inferior son más probable desarrollar en el GBMs mortal.

Los “pacientes con las mutaciones IDH1 parecen ser diferentes de otros pacientes con GBM, clínico y biológico,” dice al vencedor Velculescu, M.D., Ph.D., profesor adjunto de la oncología. “Es concebible que estos pacientes se beneficiarán en última instancia de diversos tratamientos, potencialmente apuntando IDH1.”

“El paisaje de cánceres humanos es claramente más complejo que se ha apreciado previamente. Lucharlo va a ser más de una guerra de guerrillas que convencional porque hay docenas de genes transformados en cada tumor,” dice a Kenneth W. Kinzler, Ph.D., codirector del centro de Luis en Johns Hopkins y profesor de la oncología. “Individualmente, estas mutaciones no parecen formidables. Pero trabajando juntas, forman a un enemigo que nos requiera desarrollar estrategias nuevas para combatirlas, y la mejor estrategia de largo plazo puede ser detección temprana de tumores, cuando el número de guerrilla que los guerreros son todavía pequeños y que dirigió más fácilmente.”

Para hacer sus resultados, los investigadores integraron varios métodos de análisis genético. Utilizaron microarrays de alta densidad para identificar alteraciones del número de copia (las amplificaciones y las cancelacínes) y las tecnologías de secuencia next-generation para evaluar la expresión de gene. También desarrollaron algoritmos estadísticos nuevos para integrar estos análisis genéticos complementarios, así como técnicas para separar alteraciones probablemente para contribuir al lanzamiento y a la progresión del cáncer de las mutaciones supuestas del pasajero, que acumulan inofensivo durante el desarrollo del cáncer.

Cada proyecto costó más de $4 millones, con la financiación del terminal de componente para la iniciativa del genoma del cáncer pancreático de Goldman que venía de la confianza caritativa del solenoide Goldman y de la confianza caritativa de Lillian Goldman. La fundación de Virginia y de la D.K. Luis proporcionó a la financiación del terminal de componente para el proyecto del cáncer de cerebro. La iniciativa del tumor cerebral de Luis representa la primera colaboración formal de los centros de Luis establecidos por el fondo de Luis en 2006.

Este año las 38.000 personas estimada desarrollarán el cáncer pancreático en los E.E.U.U., con tarifas de supervivencia totales el menos de 5 por ciento. Aunque diagnostiquen a pocos pacientes con los cánceres de cerebro (aproximadamente 20.000 casos por año en los Estados Unidos), los resultados son igualmente catastróficos. “Las razones principales que elegimos centrarnos en estos cánceres somos porque son así que muerto y tener tales opciones limitadas del tratamiento. Qué aprendemos sobre estos tumores puede llevar a las medidas de diagnóstico mejoradas o las terapias en el futuro,” dice a Rafael Hruban, M.D., director del centro de investigación de cáncer pancreático del solenoide Goldman en Johns Hopkins.

En una revocación asombrosamente de la sabiduría popular, un estudio DNA-basado ha revelado que el último del lanoso mamut-que vivió entre 40.000 y 4.000 años hace-tenía las raíces que eran exclusivamente norteamericano. la investigación, que aparece en la aplicación de septiembre la biología actual, está esperado causar una cierta controversia dentro de la comunidad paleontológica.

Los “científicos han pensado siempre que porque los mamuts vagaron tal enorme territorio-de Europa occidental al norte central América-que los mamuts lanosos norteamericanos eran un acto secundario de ninguna significación determinada a la evolución de la especie,” dijo a Hendrik Poinar, profesor adjunto en los departamentos de antropología, y de medicina del patología y molecular en la universidad de McMaster.

Poinar y Régis Debruyne, profesor investigador postdoctoral en el laboratorio de Poinar, pasaron los tres años pasados recogiendo y muestreando mamuts sobre mucho de su rango anterior en Siberia y Norteamérica, extrayendo la DNA y los centenares ensamblándola meticuloso, comparando y solapando de espécimen gigantesco usando el segundo mayor grupo de datos antiguo de la DNA disponible.

Las “migraciones sobre Beringia [el puente de pista que atravesó una vez el estrecho de Bering] eran raras; sirvió como filtro mantener del este y los grupos o las poblaciones occidentales de woollies separados, dicen Poinar. “Sin embargo, ahora aparece que los mamuts se establecieron en Norteamérica que presumido mucho anterior, después emigrado de nuevo a Siberia, y eventual substituido todos los haplotipos preexistentes de mamuts.”

Los “reemplazos en reducida escala de la población, como los llamamos, no son un fenómeno raro dentro de la especie, pero unas que ocurren en una escala continental están ciertamente,” dice a Ross MacPhee, guardián de mammalogy en el museo americano de la historia natural, y uno de los investigadores en el estudio. “Nunca contábamos con que pudiera haber habido un vuelco completo en mamuts lanosos, pero ésta es la clase de descubrimientos que se estén haciendo usando la DNA antigua. Los huesos y los dientes no son siempre guías sensibles.”

“Como paleontólogos, los biólogos moleculares han estado funcionando de largo bajo diagonal geográfico,” dice Debruyne. “Para más que un siglo, cualquier discusión sobre el mamut lanoso se ha centrado sobre todo en los mamuts eurasiáticos bienes estudiado. Poca atención fue dedicada a las muestras norteamericanas, y fue asumido generalmente que su contribución a la historia evolutiva de la especie era insignificante. Este estudio prueba ciertamente de otra manera.”

El origen de mamuts es polémico en sí mismo. Algunos científicos creen que los primeros proto-mamuts se presentaron en África sobre el seven-million hace años en concierto con los antepasados del elefante asiático. Hace alrededor cinco a seis millones de años, una especie gigantesca temprana emigró al norte en China, Siberia y, eventual, Norteamérica. Esta dispersión temprana en Norteamérica dio lugar a un nuevo mamut conocido como el mamut colombino. Mucho más adelante, detrás en Siberia, gigantesco-haber desarrollado lanoso frío-adaptado de la forma- y haber cruzado eventual sobre el puente de pista de Beringian en Alaska actual y el Yukon.

Qué sucedió después, dice Poinar, es un misterio: Las formas genéticas siberianas comenzaron a desaparecer y fueron substituidas por los nómadas norteamericanos.

“El estudio de la evolución es una evolución en sí mismo,” dice Poinar. “Esto las últimas demostraciones de la investigación que estamos perforando abajo y que estamos consiguiendo un más cercano y mejor una comprensión de los orígenes de la vida en nuestro planeta.”

Fuera de las 3 mil millones cartas genéticas que explican el genoma humano, los científicos de Yale han encontrado un puñado que pudo haber contribuido a los cambios evolutivos en los miembros humanos que nos permitieron manipular las herramientas y recorrer verticalmente.

Los resultados de un análisis comparativo del ser humano, del chimpancé, del macaque del macaco de la India y de otros genomas señalados en la ciencia del diario sugieren que nuestra evolución se puede haber conducido no sólo por los cambios de la secuencia en genes, pero por los cambios en las áreas del genoma pensó una vez en como “DNA de los desperdicios.”

Esos cambios activaron genes en pulgar primordial y el dedo gordo en un embrión del ratón que se convertía, los investigadores encontró.

“Nuestro estudio identifica a un contribuidor genético potencial a las diferencias morfológicas fundamentales entre los seres humanos y los monos,” dijo a James Noonan, profesor adjunto de la genética en la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale y el autor mayor del estudio.

Los investigadores han sospechado de largo cambios en la expresión de gene contribuida a la evolución humana, pero esto había sido difícil de estudiar hasta hace poco tiempo porque la mayor parte de las secuencias que controlan genes no habían sido identificadas. En el último varios años, científicos han descubierto que las regiones de la no-codificación del genoma, lejos de ser desperdicios, contienen millares de elementos reguladores que actúen como “interruptores genéticos” para dar vuelta a genes con./desc.

Una indicación de su importancia biológica, muchas de estas secuencias de la no-codificación ha seguido siendo similar, o “conservado,” incluso a través de especie vertebrada distante relacionada tal como pollos y seres humanos. Los estudios funcionales recientes sugieren que algunos de éstos la “no-codificación conservada ordene” control los genes que dirigen el desarrollo humano.

En colaboración con científicos en el laboratorio nacional de Lorenzo Berkeley en California, el instituto del genoma de Singapur, y el Consejo de Investigación médico en el Reino Unido, Noonan buscaron las regiones extensas de la no-codificación del genoma humano para identificar las secuencias reguladoras del gene cuya función pudo haber cambiado durante la evolución de seres humanos de nuestros antepasados ape-like.

Noonan y sus colegas buscaron secuencias con más pares bajos en seres humanos que en otros primates. La secuencia más en plena evolución que identificaron, llamado HACNS1, se conserva altamente entre especie vertebrada pero ha acumulado variaciones en 16 pares bajos desde la divergencia de seres humanos y de chimpancés hace unos 6 millones de años. Esto era especialmente asombrosamente, como los genomas del ser humano y del chimpancé son guardapolvo extremadamente similar, Noonan dijo.

Usando embriones del ratón, Noonan y sus colaboradores examinaron cómo HACNS1 y sus secuencias relacionadas en chimpancé y macaco de la India regularon la expresión de gene durante el desarrollo. La secuencia humana activó genes en los miembros del ratón que se convertían, en contraste con las secuencias del chimpancé y del macaco de la India. El más intrigante para la evolución humana, la secuencia humana condujo la expresión en la base del pulgar primordial en el forelimb y de la gran punta en el miembro trasero. Los resultados proporcionaron a tormento, pero los investigadores dicen el preliminar, la evidencia que los cambios funcionales en HACNS el 1 de mayo han contribuido a las adaptaciones en las ventajas críticas humanas del tobillo, del pie, del pulgar y de la muñeca que son la base del éxito evolutivo de nuestra especie.

Sin embargo, Noonan tensionó que sigue siendo desconocido si HACNS1 causa cambios en la expresión de gene en el desarrollo humano del miembro o si HACNS1 crearía el desarrollo human-like del miembro si estuvo introducido directamente en el genoma de un ratón.

“La meta de largo plazo es encontrar muchas secuencias como esto y utilizar el ratón para modelar sus efectos sobre la evolución del desarrollo humano,” Noonan dijo.

Los investigadores en la universidad de Cincinnati (UC) están buscando maneras de reducir o de prevenir daño del corazón comenzando donde el problema comienza a menudo: en los genes.

Después de un ataque del corazón, las células mueren, causando daño duradero al corazón.

Keith Jones, PhD, investigador en el departamento de farmacología y de biofísica de la célula, y colegas está intentando reducir daño del ataque del poste-corazón estudiando la manera que las células mueren en el proceso del corazón-uno controlado por factores de la transcripción.

Los factores de la transcripción son las proteínas que atan a las partes específicas de DNA y son parte de un sistema que controle la transferencia de la información genética de la DNA al ARN y entonces a la proteína.  La transferencia de la información genética también desempeña un papel en controlar el ciclo del crecimiento de célula-de cell a la muerte celular.

“La llamamos gene del `terapia reguladora, '” dice a Jones.

Hasta ahora, los estudios han identificado el papel de un grupo importante de factores de la transcripción que obraban recíprocamente y de los genes que regulan para determinar si las células en el corazón sobreviven o mueren después de que ocurra la restricción del flujo de sangre.

A menudo, los científicos utilizan mecanismos de tipo virus para transferir la DNA y otros ácidos nucléicos dentro del cuerpo.

El “virus” asume el control otras células sanas inyectándolas con su DNA.  Las células, entonces transformadas, comienzan a reproducir la DNA de los virus.  Se hinchan y reparten eventual, mandando las reproducciones múltiples del virus para conquistar otras células y para relanzar el proceso.

Ahora, los investigadores del UC son más futuros investigando los nuevos, no-virales mecanismos de salida para esta transferencia de la DNA.

“Podemos utilizar los vehículos de salida no-virales para transferir los ácidos nucléicos, incluyendo las trampas del factor de la transcripción, reprimir la activación de los factores específicos de la transcripción en el corazón,” Jones dice, agregando que los investigadores han hecho que esto con éxito trabaja dentro de modelos del animal vivo.  “Esto significa que podemos bloquear la actividad de la mayoría de los factores de la transcripción en el corazón sin tener que hacer ratones genético dirigidos.”

Jones presentará estos resultados en la sociedad internacional para la investigación en Cincinnati, 17-20 de junio del corazón.

Él dice este mecanismo de salida implica el inundar de las células con las “trampas” que trampean los factores de la transcripción en atar a las trampas algo que a los genes de la blanco, evitando que activen esos genes.

“Podemos utilizar esta tecnología para identificar los genes de la blanco y entonces investigar la acción de estos genes en el proceso biológico,” Jones dice.

Él dice que esta salida tiene limitaciones y ventajas.

“Puede ser utilizada para bloquear un factor en cualquier momento a tiempo y es reversible,” él dice.  “Sin embargo, ahora, una ruta específica de la salida se debe utilizar para apuntar el tejido o la célula.”

Jones y otros investigadores están esperando que esta nueva tecnología permitirá que traten directamente los efectos de la regulación del gene en enfermedad, en comparación con usar las drogas clásicas que tratan síntomas o tienen resultados adversos significativos.

“Hasta ahora, esto parece no causar ningún efecto nocivo en animales,” él dice.  “Somos esperanzados y estamos trabajando hacia estudios preclínicos.”

Por primera vez, los investigadores en la Universidad Tecnológica de Delft han atestiguado la reparación espontánea del daño a las moléculas de la DNA en tiempo real. Observaron esto en el nivel de una sola molécula de la DNA. La penetración en este tipo de mecanismo de la reparación es esencial pues los errores en este proceso pueden llevar al desarrollo de células cancerosas. Los investigadores del instituto de Kavli de Nanoscience Delft deben publicar un artículo sobre esto en la célula molecular principal del diario científico.

Las células tienen mecanismos para reparar el daño accidental continuo que ocurre en la DNA. Estos daños pueden variar de un cambio a una sola parte de la DNA a una rotura total en la estructura de la DNA. Estas roturas pueden, por ejemplo, ser causadas por la luz ultravioleta o las radiografías, pero también ocurrir durante la división de célula, cuando las moléculas de la DNA partidas y forman dos nuevas moléculas de la DNA. Si este tipo de rotura no se repara correctamente puede ser altamente peligroso al funcionamiento de la célula y llevar a la creación de una célula cancerosa.

Un mecanismo importante de la DNA-reparación implicado en la reparación de estas roturas se conoce como recombinación homóloga. Este mecanismo ha sido observado por primera vez por los investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft en tiempo real y en el nivel de una sola molécula de la DNA.

Para observar esto, una molécula de la DNA se estira entre un grano magnético y una superficie de cristal. Una fuerza se ejerce en el grano magnético usando un campo magnético, permitiendo a investigadores tirar y girar de una sola molécula de la DNA en una manera controlada. Mientras que la posición del grano cambia cuando se repara la molécula de la DNA, los investigadores pueden observar el proceso de la reparación detalladamente.

Los investigadores de la Universidad de Illinois han desarrollado una técnica para las células de la proyección de imagen bajo un microscopio electrónico que rinde una imagen más sostenida de la estructura de la cromatina, firmemente del manojo de la herida del material genético y de proteínas que compone los cromosomas. Los resultados aparecieron en métodos de la naturaleza.

Los científicos han sabido para más que un siglo que las proteínas, tales como histonas, ayuda en la DNA del embalaje en el núcleo de una célula.  Las células humanas contienen 2 a 3 contadores de DNA, que se deben enroscar y arrollar bastantes al ajuste en de la anchura de la región un 1/10 de un pelo humano.

A pesar de el uso de las técnicas de proyección de imagen de gran alcance, de alta resolución tales como microscopia electrónica, el mecanismo al lado de el cual este embalaje de la cromatina ocurre sigue siendo un misterio.  Las fibras denso en espiral de la cromatina son muy difíciles de visualizar, y poco se sabe sobre cómo condensan durante la división de célula, o desenrolla para permitir la expresión de gene.

En desarrollar su método, el equipo de Illinois abordó una dificultad dominante en células de la proyección de imagen usando microscopia electrónica.  Los estudios tradicionales “fijan” las células con los productos químicos potentes (llamados los fijadores) para preservar su estructura para ver bajo un microscopio.  Pero los métodos estándar de la fijación interfieren con otro paso de progresión en el proceso de la proyección de imagen: el uso de anticuerpos marcados con etiqueta de etiquetar los componentes claves de las células.

Estos anticuerpos, que con etiqueta la blanco y el cierre encendido a las proteínas específicas en la célula, se pueden marcar con las escrituras de la etiqueta fluorescentes para la detección en microscopia ligera, o con las partículas del metal (oro, en este caso) para la microscopia electrónica.

“Si usted fija las células primero, usted tiene una gota dramática en la eficacia de estas reacciones inmunoquímicas,” dijo a Igor Kireev, científico que visitaba en el departamento de célula y de biología de desarrollo y autor importante del papel.  La foto del tecleo de la imagen de la microscopia electrónica para agrandar la cortesía de imagen de Andrew Belmont y de Igor Kireev la nueva técnica expone las células vivas a los anticuerpos etiquetados, un acercamiento que rinda una señal mucho más fuerte para la microscopia electrónica.

“Y si su blanco es interior la cromatina condensada, los anticuerpos no tienen ninguna manera de penetrar.”

En vez de fijar las células antes de manchar con los anticuerpos, los investigadores primero expusieron las células animales vivas a los anticuerpos etiquetados.  Esto permitió que los anticuerpos penetraran más profundamente en la estructura de la cromatina, y alzó el número de partículas del oro que se adherían a las regiones de interés.  La señal fue realzada agregando una solución de plata que precipitado (solidificado) sobre contacto con el oro.

“Estamos interesados en estructura de la cromatina, así que nuestras blancos son cromatina-limitan sobre todo las proteínas,” Kireev dijo.

Los investigadores habían insertado varias copias de una DNA bacteriana, llamadas el operador de la laca, en los cromosomas.  Una proteína bacteriana, el represor de la laca, reconoce y ata al operador de la laca en células vivas.

Los investigadores combinaron una proteína del represor de la laca con otra proteína que es fluorescente verde bajo luz azul.  Esta proteína dirigida se adhirió a los cromosomas en las regiones que contenían las secuencias del operador de la laca.  Bajo luz azul, estas regiones fueron fluorescentes.  Un anticuerpo oro-marcado con etiqueta apuntado contra la proteína fluorescente verde (GFP) entonces microinjected en el núcleo de una célula viva, que agregó una señal metálica que se podría alzar con plata.

“Todo el esto combinada nos da una señal mucho mejor, una señal mucho más fuerte, con la preservación estructural muy mejor,” Kireev dijo.

La proteína que era fluorescente ayudó a los investigadores a encontrar las regiones de interés en las células.  Estas áreas eran entonces “immunogold” etiquetado y apuntado para la microscopia electrónica.

En los micrográfos resultantes los investigadores vieron la coloración realzada de los cromosomas.

“Podemos ahora aplicar este mismo método de etiquetado de la vivir-célula al estudio en la alta resolución muchas diversas proteínas GFP-marcadas con etiqueta en el citoplasma de la célula o núcleo,” dijo a Andrew Belmont, profesor de la célula y del autor de desarrollo del biología y mayor del papel.

“En intentar entender los cromosomas, gente se ha limitado en gran parte a la visualización de la resolución baja de proteínas cromosómicas específicas usando microscopia ligera,” Belmost dijo.  “Esto significó que cada uno ha tenido que hacer mucho conjeturar de cómo las cosas se ponen juntas, llevando en muchos casos a vago, los modelos de la historieta de cuáles son probables ser estructuras cromosómicas complicadas que realizan funciones de la DNA tales como réplica y transcripción.”

“Ahora esperamos que poder mirar simplemente y ver la estructura verdadera usando más que diez veces la resolución más alta de la microscopia electrónica,” Belmont dijo.  “Nos excitan realmente para ver lo que encontraremos usando nuestro nuevo método”

(La Jolla, CA) Los investigadores de Salk enfocan adentro en la metilación genoma-ancha y transcriptomes de la DNA en la sola resolución baja. Hasta hace poco tiempo, las marcas químicas que dejaban en desorden la DNA dentro de nuestras células como los árboles que punteaban un paisaje se podían solamente estudiar un gene al mismo tiempo.  Pero la nueva DNA del alto-rendimiento de procesamiento que ordenaba tecnología ha permitido a investigadores en el instituto de Salk para que los estudios biológicos asocien la posición exacta de estas modificaciones individuales de la DNA a través del genoma del thaliana de Arabidopsis de la planta, y traza su efecto sobre la actividad de cualesquiera genes de Arabidopsis de áspero 26.000.

“La visión que prevalecía sostuvo durante mucho tiempo que las modificaciones individuales no son críticas,” dice a José Ecker, Ph.D., profesor en el laboratorio de biología de la planta y director del laboratorio del análisis de Genomic del instituto de Salk.  “Los genomas de eucariotas más altos se sazonan con pimienta con modificaciones pero a menos que usted pueda hechar una ojeada detallado un gran escala no hay manera de saber si una marca determinada es crítica o no.”

El estudio de Salk, que aparece hoy en la aplicación en línea la célula, pinta un cuadro detallado de un dinámico y evolutivo, con todo altamente controlado, epigenome, la capa de control genético más allá de la regulación inherente en la secuencia de los genes ellos mismos.

El poder estudiar el epigenome con gran detalle y en su totalidad proveerá de investigadores una mejor comprensión de la productividad y tensionará resistencia, la dinámica del genoma humano, capacidad de las células de vástago uno mismo-de renovar y cómo los factores epigenéticos contribuyen al desarrollo de tumores y de la enfermedad.

Los descubrimientos estos últimos años hicieron cada vez más claro que hay lejos más a las genéticas que la secuencia de bloques huecos que compongan nuestros genes.  El adición de las moléculas tales como grupos metílicos a la espina dorsal de la DNA sin la alteración de las cartas del alfabeto de la DNA puede cambiar cómo los genes obran recíprocamente con las células de la maquinaria y de la mano de la transcripción de la célula una herramienta adicional para fine-tune la expresión de gene.

“La meta de nuestro estudio era integrar niveles múltiples de información epigenética puesto que todavía tenemos una comprensión muy pobre de la regulación genoma-ancha de la metilación y de su efecto sobre el transcriptome,” explica el investigador postdoctoral y el co-primer autor Lister de Ryan, Ph.D.

El transcriptome abarca todas las copias o transcripciones del ARN hechas de la DNA.  El bulto de transcripciones consiste en el mensajero RNAs, o los mRNAs, que sirven como modelos para la fabricación de proteínas pero también incluye pequeño RNAs regulador, o smRNAs.  Estes último manejan su potencia sobre la expresión de gene literalmente poniendo fin a las vidas de mRNAs o marcando secuencias con etiqueta específicas en el genoma para la metilación.

Pero antes de que el Lister podría comenzar a desenredar las capas múltiples de regulación epigenética que controlan la expresión de gene, él tuvo que iniciar las nuevas tecnologías que permitieron que él mirara la metilación genoma-ancha la resolución de la solo-base y que ordenara el transcriptome completo dentro de un calendario razonable.

Los científicos de colaboración en el centro del ARCO de la excelencia en biología de la energía de la planta en la universidad de Australia occidental en Perth desarrollaron un hojeador de gran alcance, en Internet del genoma, que desempeñó un papel crucial en abrir la información ocultado en los grupos de datos masivos.

Las células emplean a un ejército entero de enzimas que agreguen a grupos metílicos en los sitios específicos, mantengan modelos establecidos o quiten a grupos metílicos indeseables.  Cuando el Lister y sus colegas compararon las células normales con las células que faltaban diversa combinación de enzimas descubrieron que las células pusieron mucho esfuerzo en mantener ciertas áreas del genoma metilación-libres.

En el flipside, los investigadores de Salk encontraron que cuando eliminaron una clase entera de methylases, un diverso tipo de methylase caminaría en la abertura para las que falta.  Esto que encuentra es relevante para una nueva clase de drogas de cáncer que trabajen cambiando el modelo de la metilación en células del tumor.

“Usted puede ser que tenga éxito en la eliminación de un tipo de metilación sino terminar para arriba con el aumento de un diverso tipo,” dice Ecker.  “Pero muy pronto podremos mirar y ver lo que un poco están sucediendo los cambios compensatorios y evitar consecuencias involuntarias.”

Los estudios anteriores habían encontrado que un subconjunto de smRNAs podría dirigir las enzimas de la metilación a la región de DNA genomic con la cual alinearon.  Los grupos de datos genoma-anchos de sobreposición del methylome y del smRNA confirmaron la metilación creciente exacto dentro del estiramiento de la DNA que correspondió con la secuencia del smRNA.  Inversamente, los lugares geométricos pesadamente desnaturalizados del smRNA tendieron a spawn/generar más smRNAs.

“Mirábamos un genoma de la planta pero nuestro método se puede aplicar a cualquier sistema, incluyendo seres humanos,” dice el Lister.  Aunque el genoma humano sea cerca de 20 veces más grande que el genoma de Arabidopsis - sistema modelo preferido de los biólogos de la planta especialmente debido a su genoma compacto - Ecker predice que dentro de un año o así pues, la secuencia de tecnología habrá avanzado suficientemente lejos para poner los 3 mil millones pares bajos del genoma humano y de sus compinches metílicos dentro del alcance.

“Éste es realmente apenas el principio de desenmascarar el papel de estos mecanismos reguladores epigenéticos de gran alcance en eucariotas,” dice Ecker.