Os coordenadores do MIT desenvolveram um novo, altamente - a maneira eficaz de emparelhar-se acima das pilhas assim que do ele pode ser fundida junto em uma pilha híbrida.

A técnica nova deve facilitá-la muito para que os cientistas estudem o que acontece quando duas pilhas são combinadas.  Por exemplo, fundir uma pilha adulta e uma pilha de haste embrionária permite que os investigadores estudem o genético reprogramming isso ocorre em tais híbrido.

Os investigadores, conduzidos por uma colaboração entre Joel Voldman, professor adjunto da engenharia elétrica e da informática, e Rudolf Jaenisch, professor da biologia e um membro do instituto de Whitehead, relatam a técnica nova na edição em linha janeiro de 4 de métodos da natureza.

O trabalho foi encabeçado por dois associados postdoctoral, por Alison Skelley, que trabalharam no laboratório de Voldman, e por Oktay Kirak, que trabalha com Jaenisch.  Skelley e Kirak são autores importantes do papel dos métodos da natureza.  Heikyung Suh, um associado técnico no instituto de Whitehead, é igualmente um autor do papel.

O método simples mas engenhoso da equipe de classificação aumenta a taxa de fusão de pilha bem sucedida de ao redor 10 por cento a aproximadamente 50 por cento, e permite milhares de pairings da pilha imediatamente.

Embora as técnicas da fusão de pilha estiveram ao redor por muito tempo, há muitas limitações técnicas, disse Voldman.

Conseguir as pilhas direitas emparelhar-se acima antes de fundi-las é um obstáculo principal.  Se os cientistas estão trabalhando com uma mistura de dois tipos da pilha, por exemplo A e B, terminam acima com muitos pairings do AA e do BB, e também o fósforo desejado do AB.

Os investigadores tinham prendido previamente pilhas em uns copos minúsculos como fluem através de uma microplaqueta.  Cada copo pode prender somente duas pilhas, mas não há nenhuma maneira de controlar se os copos capturam um A e um B, dois como ou duas BS.

Ao contrário, os copos da pilha-caça com armadilhas no dispositivo de classificação novo de Voldman e de Jaenisch são arranjados estratègica para capturar e emparelhar-se acima das pilhas de tipos diferentes.

Primeiramente, datilografe pilhas de A são fluídos através da microplaqueta em um sentido e travados nas armadilhas que são grandes bastante prender somente uma pilha.  Uma vez que as pilhas são prendidas, o líquido está fluído através da microplaqueta no sentido oposto, introduzindo as pilhas fora dos copos pequenos e em copos maiores transversalmente dos pequenos.

Uma vez que uma pilha de A está em cada grande copo, o tipo pilhas de B está fluído nos grandes copos.  Cada copo pode somente prender duas pilhas, assim que cada um termina acima com um A e um B. Depois que as pilhas são emparelhadas nas armadilhas, podem ser juntadas junto por um pulso elétrico que funda as membranas de pilha.

Além do que a ajuda com os estudos da pilha de haste que reprogramming, esta técnica podia ser usada para estudar interações entre quaisquer tipos de pilhas.  “É um tipo muito geral de dispositivo,” disse Voldman.

A matriz extracellular Shredded (ECM) é tóxica aos neurônios. Chen revela e outros um mecanismo novo para como a demolição do ECM causa dano de cérebro. O estudo aparecerá na introdução dezembro de 29, 2008 do jornal da biologia de pilha (www.jcb.org).

Um curso ou uma lesão em a cabeça matam um grande número neurônios com um processo chamado excitotoxicity. Um impulso do glutamato do neurotransmissor sacode os receptors tais como o receptor do kainate e estimula a morte de pilha. As enzimas adicionam ao pedágio de morte desbastando acima o ECM perto do local de ferimento. Como a avaria do ECM remove os neurônios era misterioso. A vista padrão era que os neurônios pereceram porque começ separados do ECM enquanto se dissolveu.

Chen encontrou e outros de outra maneira quando projetaram ratos para faltar o laminin componente do ECM no hipocampo, uma região do cérebro danificada frequentemente pelo curso ou ferimento. Se as pilhas enlanguesceram após se partir do ECM, os investigadores raciocinaram que os ratos que faltam o laminin sofreriam mais dano do excitotoxicity. Mas quando o excitotoxicity spurred com uma injeção da molécula do kainate-a que, como o glutamato, ativa os ratos defalta do receptor- do kainate mostrou menos dano de cérebro. Após uma dose do laminin cortado, entretanto, os ratos do mutante eram vulneráveis ao kainate, indicando que os fragmentos são o culpado na morte de pilha.

Os investigadores descobriram que o ECM desbastado-acima mata pilhas ramping acima uma produção de um subunit do receptor do kainate, conhecido como KA1. Especulam que caminhar a quantidade dos subunits KA1 pôde fazer o receptor mais sensível e assim mais provável provocar um exagero pela pilha.

Embora as drogas que obstruem a morte lenta do neurónio do receptor do glutamato, elas possam conduzir ao prejuízo e mesmo ao coma cognitivos sérios. O estudo sugere que as drogas que obstruem KA1 possam fornecer uma maneira alternativa de conservar neurónios após o curso ou o traumatismo principal.

Os alvos moleculars identificados por uma equipa de investigação espanhola podem prender a chave à liberdade de alguns sofredores da doença de rim. Um estudo novo publicou em modelos da doença & os mecanismos (DMM), revelam os sinais celulares que causam um tratamento para que a falha de rim perca sua utilidade sobre o tempo.

Um dos aspectos os mais devastadores da falha de rim é o regime de tratamento estrito, demorado. Normalmente, os rins saudáveis tomam no papel de filtrar e de limpar o sangue. Conseqüentemente os pacientes com rins doentes precisam tradicional de atender a uma clínica da diálise para ter seu sangue limpado através de um filtro especial. Este tratamento exige três visitas da clínica do regular por a semana, com cada sessão que dura três a cinco horas.

Uma alternativa a este tratamento envolve a criação “de um rim artificial” em um processo conhecido como a diálise peritoneaa (paládio). O líquido é introduzido na cavidade abdominal, e o forro embarcação-rico da cavidade do sangue, o peritoneum, actua como um filtro para o sangue. As trocas do líquido de diálise podem ocorrer em casa, assim livrando pacientes de uma programação rígida de visitas da clínica.

Entretanto, a habilidade da filtragem do peritoneum pode perder a eficiência sobre o tempo, exigindo pacientes interromper o paládio. A fim compreender esta mudança no peritoneum, os cientistas Raffaele Strippoli, Miguel del Pozo e os colegas examinaram o líquido de diálise dos pacientes do paládio, e identificaram os sinais moleculars que causam mudanças anormais no peritoneum. Igualmente encontraram aquele farmacològica interromper estas causas dos sinais estas pilhas anormais para reverter de volta a seu estado original, porque existiram normalmente no forro da cavidade abdominal.

Estes resultados suportam uma pesquisa mais adicional sobre a manutenção da eficácia do paládio, e indicam que talvez mesmo os pacientes anteriores do paládio poderiam mais uma vez ter uma opção para usar o paládio um pouco do que a hemodiálise tradicional. Adicionalmente, as mudanças celulares estudadas no peritoneum são similares às transformações da pilha na formação e na inflamação do tumor. Seus resultados podem ajudar na maior compreensão da mudança da pilha nestas situações, também.

Medir uma corrente elétrica em um organismo é consideravelmente direta. Tudo que você precisa é um elétrodo. Medir o fluxo dos produtos químicos nas pilhas ou do tecido vivo, entretanto, é muito mais difícil porque as moléculas difundem, misturam um com o outro, e interagem com seus arredors.

Para ajudar assim a compreender processos biológicos, os investigadores da universidade inventaram um dispositivo novo, o “chemistrode,” que torna possível estimular, gravar, e analisar sinais moleculars na elevação definição-em termos de precisamente quando, onde, e em que seqüência os sinais ocorreram.

O chemistrode ajudará investigadores a estudar toda a superfície que responder à estimulação química, incluindo pilhas, tecido, biofilms e superfícies catalíticas. Pode igualmente ajudar neurologists, cardiólogos, e endocrinologista a estudar e diagnosticar doenças, de acordo com aquelas que desenvolveram o dispositivo no laboratório de Ismagilov no departamento de química na Universidade de Chicago. Os investigadores no laboratório têm-no usado já para medir como uma única ilhota murine responde à glicose.

Os colaboradores começaram a aplicar-se para uma patente no dispositivo novo, e sua pesquisa que descreve o será publicada outubro em linha 27, 2008, pelas continuações da Academia das Ciências nacional. (O papel aparecerá na versão da cópia do jornal prestigioso Nov. na 4, 2008.)

“Um analogue do elétrodo, o chemistrode é uma gota-base que o dispositivo microfluidic que fornecerá oportunidades emocionantes de estudar a dinâmica da estímulo-resposta na química e na biologia,” disse Rustem Ismagilov, professor adjunto na química, que concebeu o dispositivo, inventou seu nome, e cabeças acima da equipe que o desenvolveu.

As técnicas precedentes para estimular e medir reacções químicas nos organismos confiaram no fluxo laminar, que permite que os produtos químicos na pergunta se misturem e se dispersem, fazendo os duros controlar e medir. O dispositivo V-shaped novo, de um lado, prende os produtos químicos em gotas de água e suspende as gotas em um líquido de portador do fluorocarbon. Isto mantem as gotas produto-carregado intatas, permitindo que um córrego controlado de produtos químicos de estimulação entre em uma extremidade do dispositivo e em um córrego constante dos produtos químicos resultantes distintos a ser capturados na outra extremidade. As gotas produto-carregado podem ser analisadas imediatamente ou armazenado para a análise futura. Além disso, as gotas podem ser rachadas acima para o estudo paralelo por técnicas diferentes.

“A inspiração para este trabalho era o microelétrodo, mas a chave a seu sucesso encapsulating os produtos químicos em gotas do aqueus de modo que os produtos químicos pudessem ser entregados a e pegarado do local reactivo em um verificável, forma mensurável,” disse Delai Chen, uma estudante de terceiro ciclo no departamento de química e instituto para a dinâmica biofísica na Universidade de Chicago. Chen era um dos quatro autores importantes do artigo de investigação de PNAS, junto com investigadores post-doctoral Wenbin Du e Ying Liu da universidade, e estudante de terceiro ciclo Weishan Liu.

Um ano e um um meio na factura, o chemistrode é compatível com métodos tradicionais de pilhas de cultivo e tecidos porque-como elétrodo-pode ser usado em toda a superfície. O dispositivo é usado sendo trazido no contato com a superfície de uma pilha ou de um tecido sob a investigação. Uma disposição de gotas minúsculas que contêm estímulos químicos é entregada então à amostra; as reacções químicas ocorrem ou as moléculas são liberadas da amostra, como no caso de uma hormona; e as gotas produto-carregado resultantes são levadas. Todo o quando, o líquido de portador do fluorocarbon permanecer em contacto com as gotas e as proteger da parede do dispositivo.

“O chemistrode oferece um tempo-resolved, o registro high-fidelity da dinâmica molecular da estimulação e da resposta,” Ismagilov disse. “Nosso papel de PNAS descreve os princípios físicos que guiam a operação do chemistrode. Igualmente executa o chemistrode para testar a praticabilidade de cada etapa e a compatibilidade desta plataforma com pilhas vivas.”

Para agora, o dispositivo “permite que você olhe muito duro e precisamente em pilhas vivas em um prato, mas tem o potencial ser usado em organismos inteiros, também,” disse Louis Philipson, um professor no departamento da medicina e do co-autor no papel. “A análise de entrada/saída tempo real das ofertas do chemistrode capturou na definição excelente. Como tal, facilitará a pesquisa em muitas áreas e prende o potencial para aplicações difundidas na medicina.

“O desenvolvimento deste dispositivo é um exemplo maravilhoso da falta das paredes na Universidade de Chicago,” Philipson adicionou. “Aqui, os médicos podem interagir com outros cientistas em maneiras não convencionais e reunir tipos diferentes da tecnologia. O resultado é maneiras novas de olhar coisas e respostas novas aos problemas velhos.”

Os investigadores têm a introspecção nova nos mecanismos que são a base de um aumento patológico no tamanho do coração.  A pesquisa, publicada por Pilha Pressão na introdução outubro de 2ô da pilha molecular do jornal, pode conduzir ao desenvolvimento de estratégias novas para controlar esta doença cardíaca extremamente comum que conduz frequentemente à parada cardíaca.

A hipertensão, a doença da válvula de coração e os cardíaco de ataque podem conduzir a um engrossamento anormal do músculo de coração, chamado hipertrofia miocárdica.  A nível molecular, os sinais que conduzem a hipertrofia miocárdica, tal como níveis elevados de hormonas da catecolamina (isto é adrenalina), ativam as proteínas do fator do realçador do Myocyte (MEF).  Isto altera a expressão de gene em pilhas de músculo do coração e induz um paradigma desenvolvente adverso conhecido aos cardiólogos como “a resposta fetal do gene”.

“A pesquisa precedente mostrou que os caminhos da sinalização que conduzem a MEF2 estão alterados durante a hipertrofia cardíaca patológica,” diz o Dr. sênior John D. Scott do autor do estudo, um investigador médico do instituto de Howard Hughes do departamento da farmacologia na universidade de Washington.  “Embora nós sabemos que as enzimas chamaram a atividade do controle MEF2 dos deacetylases do histone (HDACs), não era desobstruído que HDACs e MEF2 estiveram integrados em uma unidade de sinalização maior.”

Para identificar mais os mecanismos moleculars associou com a hipertrofia cardíaca, o Dr. Scott e colegas estudou a Um-Quinase cardíaca que escora as proteínas (AKAPs), que são sabidas para jogar um papel crítico em complexos de organização da sinalização em resposta às hormonas da catecolamina e em sinais transmitidos dentro das pilhas.

Os investigadores encontraram que AKAP-Lbc funciona como uma proteína do andaime que dirigisse seletivamente sinais da catecolamina à maquinaria transcriptional potentiate a resposta hypertrophic.  “Nosso estudo suporta um modelo onde AKAP-Lbc facilite a ativação da quinase de proteína D, que por sua vez phosphorylates o deacetylase HDAC5 do histone para promover sua exportação do núcleo.  A redução em HDAC5 nuclear favoreceu a transcrição MEF2 e o início da hipertrofia cardíaca.”

Estes estudos revelam um papel para AKAP-Lbc em que aumentou a expressão da proteína escorar amplifica seletivamente um caminho da sinalização que conduzisse pilhas de músculo cardíaco a um resultado pathophysiological.  “Será importante explorar o papel do caminho da sinalização AKAP-Lbc/PKD/HDAC5 em modelos animais inteiros para estabelecer se AKAP-Lbc é um biomarker válido para a cardiomiopatia hypertrophic e determinar que genes são iniciados em cima do acima-regulamento da proteína de ancoragem,” oferece o Dr. Scott.

Os cientistas no instituto do cancro de Dana-Farber identificaram um ponto previamente indetectado do disparador da “em uma proteína natural morte” essa ajudas que o corpo começ livrado de pilhas não desejadas ou doentes. Dizem que pode ser possível explorar o disparador recentemente encontrado como um alvo para as drogas de desenhador que tratariam o cancro forçando pilhas malignos para comprometer o suicídio. Loren Walensky, DM, PhD, biólogo pediatra do oncologist e do produto químico em Dana-Farber e hospital de crianças Boston, e colegas relata na introdução outubro de 23 da natureza do jornal que ativaram diretamente este disparador na proteína BAX do “executor”, matando pilhas do laboratório ajustando no movimento seu self-destruct o mecanismo.

Os investigadores formaram um peptide (um subunit da proteína) que combinasse precisamente a forma do local recentemente encontrado do disparador na proteína do assassino, que se encontra dormente no interior da pilha até ativado pelo esforço celular. Quando o peptide entrou no local obrigatório, BAX spurred na modalidade do assassino. As proteínas ativadas de BAX reuniram-se às centrais energéticas da pilha, as mitocôndria, onde picaram furos nas membranas das mitocôndria, matando as pilhas. Este processo é chamado apoptosis, ou morte de pilha programada.

“Nós identificamos um interruptor que girasse BAX sobre, e nós acreditamos que esta descoberta pode ser usada para desenvolver as drogas que giram sobre ou desliguemos a morte de pilha na doença humana alvejando BAX,” disse Walensky, que é igualmente um professor adjunto da pediatria na Faculdade de Medicina de Harvard.

BAX é uma de aproximadamente duas proteínas dúzia conhecidas coletivamente como a família BCL-2. As proteínas interagem nas várias combinações que conduzem à sobrevivência de uma pilha ou a sua auto-destruição programada. As células cancerosas têm um desequilíbrio da família BCL-2 sinalizam que movimentações elas para sobreviver em vez da morte no comando.

O Stanley atrasado Korsmeyer, DM, um pioneiro da pesquisa do apoptosis e mentor de Dana-Farber de Walensky, tinha sugerido que as proteínas do assassino como BAX poderiam ser ativadas diretamente da “por domínios morte,” BH3 denominado, contido dentro de um subconjunto de proteínas da família BCL-2. Sups que esta interação de activação era um evento “hit-and-run” breve, fazendo o que desafia especial para que os cientistas estudem o fenômeno.

Como suspeitado, as interações deactivação propor não podiam ser capturadas por métodos tradicionais. “Quando você tentou medir a ligação dos subunits BH3 a BAX, você não poderia detectar a interação,” Walensky explicado. Reconheceu, entretanto, que os peptides BH3 que estão sendo usados no laboratório não retiveram a forma coiled dos domínios BH3 naturais que participam em interações da proteína da família BCL-2. Walensky e seus colegas abriram caminho o projeto dos peptides BH3 “grampeados”, que contêm uma ligação transversal química que trave os peptides em sua forma coiled natural. Com a forma biologicamente activa restaurada, os peptides BH3 grampeados limitados diretamente a BAX e provocados sua atividade do assassino.

Definindo como os peptides de activação entrados em BAX permaneceram uns inextricáveis formidável. A fim resolver a estrutura de um complexo da interação, ele necessário para ser estável bastante para a análise. Neste caso, BH3 o evento obrigatório próprio provoca BAX para mudar sua forma e auto-associa-o para executar por definição sua função do assassino, rendição a interação de activação instável.

Que se, Walensky props, você poderia setup a interação de BH3 e de BAX sob as condições do laboratório que fizeram com que fosse mais estável ou prosiguesse no movimento lento? A planta era ajustar a potência do peptide BH3 grampeado de modo que, de acordo com Walensky, “fosse bom bastante ligar BAX, contudo ativa-o apenas um pouco mais lentamente de modo que nós pudéssemos realmente estudar a interação.” Os investigadores procurariam então toda a SHIFT detectável na estrutura tridimensional da proteína de BAX para ajudar a apontá-los ao local do embarcadouro.

Os investigadores usaram a espectroscopia (NMR) da ressonância magnética nuclear para monitorar o arranjo dos átomos na proteína. Primeiros autores do papel Evripidis Gavathiotis da natureza, PhD, do laboratório de Walensky e do Motoshi Suzuki, PhD, de Nico Tjandra, PhD, 'laboratório de s nos institutos nacionais da saúde, sucedidos em gerar a proteína pura de BAX que poderia ser põr na solução com BH3 o peptide grampeado - os últimos em concentrações crescentes até que iniciasse uma interação de BH3-BAX. Gavathiotis e Suzuki usaram a técnica NMR para manchar um grupo dos ácidos aminados de BAX, os blocos de apartamentos de proteínas, que foram afetadas pela adição do peptide BH3 grampeado.

“O subconjunto discreto dos ácidos aminados que desloc em cima da exposição ao peptide BH3 grampeado traçou a uma posição completamente não-antecipado em BAX,” disse Walensky. O local obrigatório longo-indescritível em BAX que inicia sua atividade do assassino foi revelado. “Porque BAX se encontra nas estradas transversaas da decisão da pilha para viver ou morrer, as drogas que ativam diretamente BAX poderiam matar pilhas doentes como no cancro e drogas da BAX-obstrução poderiam potencial impedir morte de pilha não desejada, como no cardíaco de ataque, curso, e o neurodegeneration,” disse Walensky.

Em um papel publicou hoje na natureza, a equipe conduzida pelo professor Nigel Robinson revelaram um mecanismo que se assegurasse de que o metal direito fosse à proteína direita. As proteínas são essenciais e involvidas apenas em aproximadamente cada processo em pilhas de vida.

A vida, micróbio, planta ou humano, é um conjunto cuidadoso dos trillions dos átomos. Os átomos incluem os metais tais como o cobre e o manganês que actuam como catalizadores nas proteínas. O envoltório das proteínas em torno dos átomos do metal.

A equipa de investigação mostrou aquela para assegurar um cobre e um envoltório da proteína do manganês em torno dos átomos que corretos do metal fizessem este em partes diferentes da pilha, nas zonas quais contêm metais diferentes. Conseqüentemente, que a proteína anexa a que metal é determinado por onde a ação de dobramento ocorre na pilha.

Previamente, uma vista comum era que os metais direitos estavam simplesmente aqueles que foram atraídas mais à proteína, mas neste trabalho que não é o caso.

O professor Nigel Robinson na universidade de Newcastle que conduziu a pesquisa diz: “Isto tomou-nos uma etapa mais perto de compreender porque os metais e as proteínas montam nas maneiras que fazem.”

“Um motriz atrás do trabalho é curiosidade pura, mas como tão muitas proteínas precisam metais este tipo de trabalho tem muitos usos potenciais - por exemplo, na biologia sintética que se está esforçando para produzir a potência verde das bactérias usando a energia da luz solar para produzir o gás de hidrogênio, um processo que precise niquelar e ferro.

“Pode igualmente ajudar nas doenças tais como Alzheimers onde há umas ligações inexplicados às proteínas que ligam metais tais como o cobre. Há igualmente uma aplicação em infecções de controlo pelo staphylococcus - áureo; uma bactéria que nossas defesas dos corpos sucedam - ou falha às vezes - na matança removendo o manganês e o zinco dos abcessos.”

Os investigadores mostraram que a maneira o anexo dos metais é idêntica para uma proteína que ligasse o manganês a um que liga o cobre. Em ambos os casos os metais ligam tambores internos da proteína com o mesmo tipo de metal-atrações.

Realizando o trabalho no as algas azul esverdeado, um cyanobacterium, a equipe puderam mostrar que uma proteína que exige transportes do cobre ao periplasm, a área exterior da pilha, onde se dobra então em torno do metal disponível, que é cobre.

Inversamente, o manganês mas os átomos nao de cobre é encontrado no cytosol, no meio da pilha. A equipe demonstrou que uma proteína que exige o manganês se dobra no cytosol. A proteína do manganês é transportada então ao periplasm que prende primeiramente seu manganês.

O organismo do cyanobacterium foi escolhido porque tem uma alta demanda para estes dois metais que são exigidos para as proteínas envolvidas na fotossíntese. Estes metais foram escolhidos porque se encontram para extremos opostos de uma série química chamada a série de Irving-Williams, tais que selecionar estes metais para proteínas deve especial exijir.

No trabalho financiado pelo BBSRC, a equipe da universidade de Newcastle desenvolveu primeiramente uma aproximação nova para descobrir proteínas metal-obrigatórias. Isto está sendo aplicado agora rapidamente aos lotes de outros tipos de pilhas vivas e de outros metais essenciais (zinco, niquelar, cobalto, ferro). Inesperada, radiografe as estruturas de cristal mostrou que as proteínas identificadas, MncA para o manganês e CucA para o cobre, eram ambos os cupins (Latin para tambores) com jogos idênticos dos átomos para ligar aos metais. Consistente com a série química, um ten-thousand cronometra o excesso de manganês sobre o cobre era necessário encher o tambor de MncA com o manganês quando a dobradura é feita no laboratório.

Uma vez que dobrado, o local do manganês é enterrado, o metal é prendido dentro da proteína, e assim que a proteína do manganês pode subseqüentemente coexistir com a proteína de cobre porque seu metal se torna impermeável à recolocação por metais mais acima da série de Irving-Williams.

O trabalho exemplifica uma pilha que supera as preferências obrigatórias do metal das proteínas.

A disciplina nova da biologia sintética aponta projetar pilhas para realizar tarefas úteis, por exemplo gerar compostos do artigo de valor. Porque os metais são os catalizadores para tanto da biologia, sabendo ao coordenador A a fonte dos metais direitos às proteínas direitas será importante para o sucesso destes riscos.

No reino minúsculo da nanotecnologia, os cientistas usaram uma grande variedade de materiais para construir estruturas atômicas da escala.  Mas apenas como no negócio de construção, os investigadores da nanotecnologia podem frequentemente ser limitados pela quantidade de matérias- primas.  Agora, o instituto de Biodesign no investigador Hao Yan da universidade de estado do Arizona evitou estas armadilhas usando pilhas como fábricas para fazer nanostructures baseados ADN dentro de uma pilha viva.

Os resultados foram publicados na edição em linha adiantada das continuações da Academia Nacional das Ciências.

Yan especializa-se em um campo em crescimento rápido dentro da nanotecnologia - conhecida geralmente como a nanotecnologia estrutural do ADN - que os usos as unidades químicas básicas de ADN, abreviadas como C, T, A, ou G, auto-se dobram em um número de blocos de apartamentos diferentes que podem mais auto-montar em estruturas modeladas.

“Este é um bom exemplo dos nanostructures artificiais que podem replicated usando os machineries em pilhas vivas” disseram Yan.  As “pilhas são realmente boas em fazer cópias do ADN encalhado dobro e nós usamos a pilha como uma máquina da copiadora para produzir muitos, muitas cópias de nanostructures complexos do ADN.”

Os nanotechnologists do ADN fizeram algumas realizações muito emocionantes durante os cinco a 10 anos passados.  Mas a nanotecnologia do ADN foi limitada pela necessidade de sintetizar quimicamente todo o material do risco.  Até agora, foi estritamente uma ciência do tubo de teste, onde os investigadores desenvolvessem muitas caixas de ferramentas para fazer nanostructures diferentes do ADN para anexar e organizar outras moléculas que incluem nanoparticles e outras biomoléculas.

“Se você precisa de fazer um único grama de um nanostructure do ADN, você precisa de requisitar um grama dos materiais começando do ADN.  Os cientistas têm usado previamente métodos químicos para copiar estruturas ramificadas do ADN, e igualmente houve um trabalho significativo em usar seqüências longo-encalhadas do ADN replicated das pilhas ou os vírus do fago ao andaime short seqüências do ADN do ajudante para dar forma ao 2-D ou objetos 3-D,” disse Yan, que é igualmente um professor no departamento de química e de bioquímica em ASU.

“Nós sonhamos sempre da escamação acima da nanotecnologia do ADN.  One-way a escalar que é acima usar o sistema celular porque o ADN simples pode replicated dentro da pilha.  Nós quisemos saber se a máquina da cópia da pilha poderia tolerar os únicos nanostructures encalhados do ADN que contêm estruturas secundárias complicadas.”

Para testar as capacidades da fabricação do nanoscale das pilhas, Yan e seus investigadores, Chenxiang Lin, Rinker de Sherri e Yan companheiros Liu em ASU e seus colaboradores Ned Seeman e Xing Wang na universidade de New York foram para trás a reproduzir muito o primeiro nanostructure ramificado compo de DNAa cruciforme, de junção do ADN do quatro-braço e de uma outra estrutura da junção do ADN que contêm uma topologia diferente do cruzamento.

Para copiar estes ramificou os nanostructures dentro de uma pilha viva, o ASU do ADN e a equipa de investigação de NYU enviou primeiramente a carga dentro de uma pilha das bactérias.  Cortararam-col o ADN necessário fazer estas estruturas em um phagemid, uma partícula virus-like que contaminasse uma pilha das bactérias.  Uma vez dentro da pilha, o phagemid usou a pilha apenas como uma máquina da fotocopiadora para reproduzir milhões das cópias do ADN.  Teòrica começar com apenas uma única infecção do phagemid, e por um único mililitro de pilhas cultivadas, Yan encontrou que as pilhas poderiam agitar para fora trillions dos nanostructures da junção do ADN.

Os nanostructures do ADN produzidos nas pilhas foram encontrados igualmente para dobrar-se corretamente, apenas como as estruturas previamente construídas do tubo de teste.  De acordo com Yan, os resultados igualmente provaram a existência chave dos nanostructures do ADN durante os ciclos rotineiros da réplica e de divisão do ADN da pilha.  “Quando um nanostructure do ADN começ replicated, existe e pode sobreviver à maquinaria celular complicada.  E olha como a pilha pode tolerar este tipo da estrutura e ainda fazer seu trabalho.  É surpreendente,” disse Yan.

Yan reconhece que esta é apenas a primeira etapa, mas prevê lá é muitas variações interessantes do ADN a considerar em seguida.  “O fato de que a maquinaria celular natural pode tolerar objetos artificiais do ADN é completamente intrigante, e nós não sabe o que o limite é ainda.”

O grupo de Yan pode poder mudar e evoluir nanostructures e dispositivos do ADN usando o sistema celular e a tecnologia pode igualmente abrir algumas possibilidades para aplicações sintéticas da biologia.

“Eu sou muito excited sobre o futuro da nanotecnologia do ADN, mas há muito trabalho a ser feito.  Um tópico de pesquisa interessante a levar a cabo é a relação de nanostructures do ADN com pilhas vivas; está cheio das oportunidades,” disse Yan.

Cinco subtypes dos receptors muscarinic do acetylcholine (mAChRs) são expressados durante todo o corpo, onde exercem efeitos diversos, tais como a contração do músculo liso, o secretion glandular, o thermoregulation, e o regulamento do comportamento, da aprendizagem, e da cognição.  MAChRs foi implicado na esquizofrenia e na doença de Alzheimer (ANÚNCIO), fazendo os atrativa como alvos da droga do candidato.  Diversos agonistas cholinergic mostraram a promessa para tratar estas condições, mas mais destas drogas ligue ao emperramento do acetylcholine local-que é conservado altamente através do receptor subtypes-e tenha conseqüentemente efeitos secundários indesejáveis.  Por causa disto, os colaboradores da droga têm girado recentemente para os agonistas allosteric, que ativam os receptors ligando aos domínios subtype-específicos fora do local obrigatório do acetylcholine.  Relatório de Jones e outros que um tal agonista, que é altamente específico para os mAChRs M1, produziu efeitos nos ratos similares aos efeitos de drogas antipsicósicas atípicas, sem produzir efeitos secundários indesejáveis.  Além disso, a droga regulou o processamento da proteína do precursor do amyloid, sugerindo que pudesse eficazmente tratar o ANÚNCIO.

A distribuição diferencial de proteínas específicas nos axónio ou nas dendrites é a base das funções especializadas destes neurites.  Pelo menos dois mecanismos podem criar uma distribuição polarizada de proteínas centralmente produzidas do transmembrane: (1) a segregação das proteínas nos vesicles distintos que são alvejados especificamente ao domínio apropriado, e (2) o transporte não escolhido seguiram pelo endocytosis específico de proteínas impròpria expressadas.  Esta semana, Bushlin sugere e outros que o último mecanismo possa ser regulado pelas proteínas que associam com os vesicles endocytic e determinam suas cargas.  O Knockdown das proteínas envolvidas na formação endocytic do vesicle, no AP180 ou na proteína myeloid lymphoid do conjunto do clathrin (CALMA), inibiu a formação do axónio ou da dendrite, respectivamente.  O Knockdown de uma ou outra proteína causou a VAMP2-an a proteína synaptic axonal do vesicle de que endocytosed normalmente dendrite-a fosse expressado em todos os processos, suportando um papel no estabelecimento da polaridade.  O knockdown CALMO igualmente reduziu a expressão de superfície de uma proteína segregada, sugerindo que pudesse ser envolvido em secretory e também caminhos endocytic.

Na semana passada nós aprendemos que isso obstruir a expressão do subunit do receptor GluR1 de AMPA nos neurônios de motor reduz o crescimento da dendrite, conduzindo à função de motor danificada.  Esta semana, Zhou começa e outros a unravel os mecanismos moleculars que amarram GluR1 ao crescimento dendritic atividade-dependente.  Intracellularly, os receptors do glutamato interagem com as quinase membrana-associadas do guanylate (MAGUKs) - as proteínas do andaime que dão forma à densidade postsynaptic e escoram a sinalização e as outras moléculas do effector perto dos receptors.  GluR1 interage com a proteína sinapse-associada 97 de MAGUK (SAP97).  O Overexpression de SAP97 aumentou a ramificação dendritic, visto que o knockdown SAP97 diminuiu a ramificação nos neurônios de motor.  Este efeito foi obstruído por um antagonista do receptor de AMPA.  A interação entre GluR1 e SAP97 foi exigida para que qualquer um realce a ramificação dendritic, mas somente porque a interação localiza SAP97 à membrana de plasma.  Se SAP97 foi alvejado à membrana pela adição de uma seqüência do palmitoylation, seus efeitos na ramificação dendritic foram restaurados na ausência de interação direta com GluR1.

Uma equipe internacional dos investigadores conduzidos por professores Marca Caulfield e Patricia Munroe, do instituto de investigação de William Harvey em baronete e na Faculdade de Medicina de Londres e da odontologia com Chris Cheeseman na universidade de Alberta em Canadá e Kelle Moley na universidade de Washington nos EUA, mostrou que o gene SLC2A9, que codifica um transportador da glicose, é igualmente um transportador high-capacity do urate, e assim possivelmente um alvo novo da droga para o gout.  Seus resultados são publicados na medicina de PloS desta semana (7 outubro 2008).

Diversos transportadores do urate têm sido identificados já mas recentemente, usando uma aproximação chamada exploração genoma-larga da associação, Caulfield e outro encontraram que algumas variações genéticas de um gene humano chamado SLC2A9 são mais comuns nos povos com níveis elevados do urate do soro do que nos povos com níveis normais.  SLC2A9 codifica um transportador da glicose (uma proteína que ajude a mover a glicose do açúcar através das membranas de pilha) e é expressado altamente no urate principal do rim que segura o local.  O professor Caulfield e sua equipe investigou a possibilidade que a proteína fêz pelo gene SLC2A9 pôde ser um transportador do urate e testou se as variações genéticas em SLC2A9 puderam ser responsáveis para a associação entre níveis do urate do soro e a hipertensão.

A equipe expressou primeiramente SLC2A9 em ovos da râ, um tipo de pilha que não tem seu próprio transportador do urate.  Encontraram que SLC2A9 transportou o urate aproximadamente 50 vezes mais rapidamente do que a glicose, e que a glicose facilitou o transporte do urate de SLC2A9-mediated.  Similarmente, sobre a expressão de SLC2A9 em pilhas embrionárias humanas do rim mais dobrado do que sua tomada do urate.  Inversamente, quando os investigadores usaram uma técnica chamada interferência de RNA para reduzir a expressão do rato SLC2A9 em pilhas do rato que faz normalmente esta proteína, o transporte do urate foi reduzido.  Os investigadores olharam então duas variações genéticas dentro de SLC2A9 que variam entre indivíduos (únicos polimorfismo assim chamados do polinucleotido) em quase 900 homens que tinham tido seus níveis do urate do soro e as taxas urinárias da excreção do urate mediram.  Encontraram que determinadas variações genéticas nestes dois locais estiveram associadas com os níveis aumentados do urate do soro e diminuíram a excreção urinária do urate.  Finalmente, os investigadores usaram uma técnica estatística chamada méta-análisis para procurar uma associação entre uma das variações do gene SLC2A9 e a pressão sanguínea.  Em duas méta-análisis separadas que envolveram junto mais de 20.000 participantes em diversos estudos, não havia nenhuma associação entre estas variação do gene e pressão sanguínea.

Totais, estes resultados indicam que SLCA9 é um transportador do urate da capacidade elevada, e sugerem que esta proteína jogue uma parte importante em níveis de controlo do urate do soro.  Fornecem a confirmação que as variações genéticas comuns em SLC2A9 afetam níveis do urate do soro a um grau marcado, embora não mostrem exatamente que variação genética é responsável para aumentar níveis do urate do soro.  Igualmente fornecem introspecções novas importantes em como os rins normalmente seguram o urate e sugerem as maneiras em que este processo essencial pode às vezes ir mal.  Os resultados poderiam eventualmente conduzir aos tratamentos novos para o gout e possivelmente para outras doenças que são associadas com os níveis aumentados do urate do soro.

O professor Marca Caulfield disse: “Este MRC financiou mostras do estudo como uma equipe de investigadores internacionais pode encontrar um mecanismo completamente insuspeito para o urate que segura no rim.  Tais descobertas podiam pavimentar a maneira para medicinas novas.”

A pesquisa nova sugere que a identificação e a examinação dos eventos chaves da sinalização da pilha exigidos para a iniciação e a progressão do cancro possam melhor ser realizadas a único nível da pilha.  A pesquisa, publicada por Pilha Pressão na introdução de outubro da célula cancerosa do jornal, fornece a introspecção nova que pode conduzir para melhorar o diagnóstico e o tratamento de alguns cancros complexos.

Os avanços recentes no fluxo cytometry, uma técnica que permitisse examinação detalhada de pilhas individuais, permitiram a medida simultânea de caminhos do tipo e da sinalização da pilha.  O Dr. Garry P. Nolan dos autores do estudo da ligação da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford e o Dr. Mignon L. Loh do hospital de crianças de UCSF e do centro detalhado do cancro da família de Helen Diller estavam interessados em determinar se a examinação das anomalias celulares da sinalização causadas pelas mutações genéticas associadas com o cancro poderia fornecer uma correlação precisa entre eventos da sinalização e a fisiologia aberrantes da doença.

“Nós tivemos uma palpite forte que nós poderíamos usar a sinalização celular do deranged do `para seguir como as populações da célula cancerosa se comportam no diagnóstico com a terapia, assim como durante a remissão ou o retorno do cancro,” explica o Dr. Nolan.  “Medindo como sinalizando as proteínas respondem a determinados estímulos no diagnóstico e quais são modificados por cancros resistentes, nós somos essencialmente as estradas da chave de monitoração que os cancros se usam para conduzir seu próprio crescimento.  A vantagem de diagnosticar o cancro de um paciente a único nível da pilha fornece-nos uma aproximação para a deteção adiantada de introspecções do cancro e do rendimento em como as células cancerosas são de resposta ou de adaptação à terapia.  Um byproduct da única técnica da pilha, quando estendido apropriadamente, é que nós devemos eventualmente poder prever que aquelas células cancerosas dos caminhos puderam se usar para contornar mais inteligente terapias atuais e direto o paciente para tratamentos alternativos.”

Os investigadores centraram-se sobre a leucemia myelomonocytic juvenil (JMML), uma desordem myeloproliferative agressiva de crianças novas.  JMML é difícil de diagnosticar e tem um perfil molecular complexo.  Embora as lesões genéticas que impactam a sinalização e as alterações de Ras rio abaixo do receptor ativado de GM-CSF (lig com o crescimento e a sobrevivência impróprios da pilha) sejam lig com o JMML, há muito poucos métodos para identificar agentes terapêuticos e avaliar a eficácia em pacientes de JMML.

Os investigadores usaram o fluxo cytometry para perfilar a sinalização a único nível da pilha, incluindo as moléculas associadas com a sinalização de GM-CSF e de Ras, para a presença de pilhas preliminares de JMML com comportamento de sinalização alterado que correlacionou com a fisiologia da doença.  As amostras das pilhas vieram dos pacientes de JMML, dos indivíduos saudáveis e dos pacientes com outras desordens myeloproliferative, alguns que tinham sido diagnosticadas inicialmente com JMML.  Uma assinatura inesperada da sinalização STAT5 foi vista em a maioria dos pacientes de JMML, sugerindo um papel crítico para a sinalização de JAK-STAT no mecanismo biológico deste cancro e sugerindo acções policiais para as terapias futuras.

“Este perfilamento single-cell com sucesso usado do trabalho para seguir pacientes sobre o tempo e para mostrar que o status da doença em JMML - no diagnóstico, na remissão, no relapse e na transformação - estêve indicado por um subconjunto das pilhas com um perfil anormal da sinalização,” diz o Dr. Loh.  “Que revela a pilha subpopulações, mesmo as pilhas raras, de que é associado com a doença abre avenidas adicionais para medir a doença residual mínima, avaliar efeitos bioquímicos de terapias alvejadas a único nível da pilha e compreender ações da droga e mecanismos das doenças de origens e de manifestações heterogêneas em populações pacientes diversas.”

Para compreender de onde a gordura vem, você tem que começar com um rato magro.  Usando tal criatura, e observando o crescimento da gordura após injeções de tipos diferentes de pilhas imaturas, os cientistas no instituto médico de Howard Hughes e a universidade de Rockefeller descobriram uma pilha gorda importante do precursor que pudesse a tempo explicar como as mudanças nos números de pilhas gordas puderam aumentar e conduzir à obesidade.  Encontrar, publicado em linha na introdução desta semana da pilha do jornal, poderia igualmente ter implicações para compreender como as pilhas gordas afetam condições tais como o diabetes e a doença cardiovascular.

“A identificação do progenitor que branco do adipocyte as pilhas fornecem meios identificando os fatores que regulam a proliferação e a diferenciação de pilhas gordas,” diz Jeffrey sênior Friedman autor, que é o professor de Marilyn M. Simpson em Rockefeller e em um investigador médico do instituto de Howard Hughes.

Obesidade, um problema de saúde público principal nos Estados Unidos e cada vez mais em muito do mundo ocidental, resultados, na parte, de um aumento na massa e no número das pilhas gordas brancas.  Porque as pilhas gordas brancas são borne-mitotic, significando que não podem se dividir, cientistas supor que uma população de pilhas gordas do precursor deve existir no depósito gordo a fim produzir pilhas gordas novas.  Mas identificar estas pilhas gordas do precursor foi difícil.

Com o auxílio dos investigadores no centro do recurso de Cytometry do fluxo de Rockefeller, primeiro autor Matt Rodeheffer, um associado postdoctoral no laboratório de Friedman da genética molecular, usou uma pilha fluorescência-ativada chamada da técnica de classificação da pilha que classificam, ou FACS, para procurarar pelas populações da pilha que poderiam produzir a gordura em culturas de pilha e identificou duas tais populações.

Para determinar se estas pilhas poderiam se tornar pilhas gordas em animais vivos, Rodeheffer injetou estas populações da pilha nos depósitos gordos de um rato genetically projetado, desenvolvidos em NIH, chamado fatless, que falta gordo branco e imita uma condição nos seres humanos chamado lipodystrophy esse igualmente conduz ao diabetes.

Rodeheffer encontrou essa somente das populações isoladas da pilha, que expressam a proteína do marcador da pilha-superfície CD24, produziu o tecido gordo no rato fatless.  Esta população representa normalmente somente .08 por cento da população do non-adipocyte no tecido adiposo.

Um ensaio da imagem latente tornou-se recentemente pelo co-autor Kivanç Birsoy, uma estudante de terceiro ciclo no laboratório de Friedman, Rodeheffer permitido para observar a gordura do formulário das pilhas de CD24-expressing em um animal vivo.  Os usos da técnica de Birsoy uma outra tensão animal chamaram o rato do leptin-luciferase, em que o luciferase visivelmente detectável do marcador é expressado sob o controle do promotor do gene que produz o leptin da hormona.  Nesta tensão do rato o gene do marcador do luciferase liga somente em pilhas gordas maduras, e fornece uma maneira não invasora de prestar atenção precursores imaturos da pilha gorda torna-se pilhas gordas maduras em um animal vivo sobre o tempo.

“Eu injetei as pilhas de CD24+ que representam uma população muito pequena das pilhas no tecido adiposo normal em um local onde a gordura se torne normalmente no rato fatless, e eu encontrasse que um depósito gordo feito sob medida normal dá forma no local da injeção,” dissesse Rodeheffer.

Rodeheffer igualmente encontrou que a injeção das pilhas deprodução corrige o diabetes do rato fatless, e as pilhas gordas segregam as proteínas adipocyte-específicas da sinalização chamadas cytokines.  Ambos resultam confirmam que as pilhas produzidas no rato fatless são pilhas gordas funcionais.

“Isto que encontra dá-nos uma compreensão melhor da biologia básica do tecido adiposo e abre-o a porta para nós e para que outros investigadores possam estudar estas pilhas em animais vivos e determinar os fatores moleculars que regulam a formação de tecido adiposo,” diz Rodeheffer.  “Nós então podemos potencial estudar como o crescimento e a diferenciação destas pilhas são regulados na obesidade e para determinar mesmo se os eventos moleculars que são envolvidos no regulamento do tecido adiposo estão contribuindo fatores a outras patologias, tais como o diabetes e a doença cardiovascular, que são associadas com a obesidade e a síndrome metabólica.”

O centre do comando da crise do `de uma pilha das bactérias foi pela primeira vez balanço observado na ação para proteger para fora a pilha do esforço e do perigo externos, de acordo com a pesquisa nova hoje (3 outubro) na ciência.

A equipa de investigação atrás do estudo de hoje diz que isso que encontra exatamente como as bactérias respondem e se adaptam aos esforços e aos perigos é importante porque promoverá sua compreensão dos mecanismos básicos da sobrevivência de alguns dos organismos os mais resilientes, os mais résistentes na terra.

O centro de comando da crise em determinadas pilhas das bactérias é uma grande molécula, dublada 'um stressosome pelos cientistas atrás da pesquisa de hoje.  Estas pilhas têm ao redor 20 stressosomes flutuar ao redor dentro deles, e embora os cientistas soubessem jogaram um papel importante na resposta da pilha às situações fatigantes, as complexidades deste processo não tinham sido compreendidos inteiramente até aqui.

Se uma pilha das bactérias se encontra em uma situação perigosa por exemplo, se a temperatura ou o saltiness dos níveis perigosos do alcance do ambiente das bactérias que ameaçam a sobrevivência das bactérias - um sinal de advertência da superfície da pilha estão transmitidos na pilha.

Usando técnicas de imagem latente da microscopia de elétron do de ponta os autores da pesquisa nova observaram que os stressosomes recebem este sinal de advertência, e na resposta diversas proteínas chamaram a ruptura de RSBT longe do grande stressosome.  Este breakaway provoca uma cascata dos sinais dentro da pilha que resulta dentro sobre 150 proteínas que são as proteínas produzidas que permitem a pilha de se adaptar, reagir e sobreviver em seu ambiente novo.

O professor Marín camionete Salto do departamento das ciências da vida, um de Londres imperial da faculdade dos autores correspondentes do estudo, explica: “A cascata dos eventos dentro das pilhas das bactérias que ocorre em conseqüência dos stressosomes que recebem sinais de advertência conduz aos genes particulares dentro do bein da pilhag transcribed more.  This means that some genes already active inside the cell are ‘turned up’ so that levels of particular proteins in the cell increase.  These changes to the protein make-up of the cell enable it to survive in a hostile or challenging environment.”

Dr Jon Marles-Wright from Newcastle University says: “Our work shows that cells respond to signals much like a dimmer on a light switch.  Now we’ll be building on this to work out how nature controls that dimmer switch.  We wouldn’t have been able to carry out this work without access to the Diamond synchrotron Light Source which has enabled us to examine the structures of individual stressosome proteins at atomic resolution.”

Dr Tim Grant, one of Imperial’s post doctoral researchers, adds that the key to bacteria cells’ success at surviving in rapidly changing environments is their speedy response: “The cell’s stressosomes are very good at their job as crisis command centres because they provide a very fast effective response to danger.  The chain reaction they kickstart produces results really quickly which enables bacteria to adapt to changes in their surroundings almost instantaneously.”

The team is now planning to collect very high resolution data of the stressosome complex on the world’s newest high-resolution cryo electron microscope, the FEI “KRIOS” that has just been installed in the Max Planck Institute in Martinsried, Germany.  Improving the resolution of the stressosome structure by a factor of two will lead to a resolution range normally only attainable by X-ray crystallography and will allow the researchers to directly see the amino-acid components of this fascinating complex.