Dois biólogos na Universidade do Califórnia, San Diego descobriram o primeiro de uma classe nova de proteínas celulares do motor que “rebobine” as seções da molécula double-stranded do ADN que se tornam desenroladas, como as fitas tangled de uma cassete de banda magnética, nas “bolhas” que impedem que os genes críticos estejam expressados.

“Quando seu ADN começ furado na posição desenrolada, suas pilhas estão no problema grande, e nos seres humanos, que conduz finalmente à morte” disse Jim Kadonaga, um professor da biologia no UCSD que dirigiu o estudo.  “O que nós descobrimos é a enzima que repara este problema.”

A descoberta representa a primeira vez que os cientistas identificaram uma proteína do motor projetada especificamente impedir a acumulação de bolhas do ADN desenrolado, que ocorre quando as costas do ADN se tornam desenroladas impropriamente em determinadas posições ao longo da molécula.

Os resultados dos investigadores do UCSD, detalhados na introdução outubro de 31 da ciência, são igualmente importantes porque fornecem cientistas biomedicáveis uma compreensão maior dos mecanismos moleculars que conduzem a uma desordem genética rara chamada displasia immuno-óssea de Schimke.  A descoberta permitirá eventualmente que os investigadores médicos projetem os tratamentos futuros para esta desordem genética devastador, que causa cursos, a parada cardíaca congestiva, a falha de rim e a morte em crianças novas.

“Nós soubemos que esta proteína particular causou esta doença antes que nós começamos o estudo,” disse Kadonaga.  “Que é porque nós o investigamos.  Nós apenas não soubemos o que fêz.”

O que esta proteína, chamada HARPA para proteína HepA-relacionada, fêz Kadonaga e Timur surpreendidos Yusufzai, um companheiro postdoctoral que trabalha em seu laboratório.  Os dois biólogos moleculars descobriram inicialmente que esta proteína do motor queima a energia na mesma maneira que as enzimas chamadas helicases e, como os helicases, anexadas às seções divisoras do ADN.  Mas quando os helicases usarem sua energia para separar dois recozeram o ácido nucleico costa-tal como duas costas do ADN, duas costas do RNA ou as costas de um híbrido de RNA-DNA os cientistas encontrados a sua surpresa que esta proteína fêz o oposto; isto é, rebobina seções do ADN defeituoso e sela assim as duas costas junto outra vez.

Consequentemente, os biólogos do UCSD denominaram sua atividade de enzima nova do “um helicase recozimento.”

“Nós não consideramos mesmo a idéia de recozer helicases antes que este estudo começou,” dissemos Kadonaga.  “Não nos ocorreu que tais enzimas existiram mesmo.  De facto, nós nunca soubemos até aqui o que aconteceu ao ADN quando começ furado na posição desenrolada.”

Agora os cientistas que estudam a ação dos helicases no ADN e no RNA têm uma classe inteiramente nova de proteínas a investigar.

“Isto abrirá uma área de estudo nova inteira,” disse Kadonaga.  “Há muito poucas enzimas conhecidas que alteram a estrutura do ADN.  E nós descobrimos inteiramente um novo.  Isto não foi esperado acontecer no ano 2008.  Nós devemos tê-los encontrado todos até agora.”

“Eu acredito que está indo ir além do ADN.  Apenas porque há helicases de DNA-DNA, há helicases de RNA-DNA e helicases de RNA-RNA.  Assim não toma muita imaginação para prever que está indo provavelmente estar helicases do recozimento de RNA-DNA e de recozimento de RNA-RNA helicases.  O campo potencial pode ser razoavelmente grande.  E como cada vez mais os povos descobrem helicases de recozimento adicionais, este campo expandirá.”

Kadonaga e Yusufzai já estão procurarando por mais helicases do recozimento, mas igualmente planeia continuar seus estudos da HARPA.

“Primeiramente, o que nós queremos fazer é encontrar mais destas proteínas, assim que nós estamos procurando mais agora,” disse Kadonaga.  “Nós igualmente queremos ver o que outros processos específicos são afetados por esta proteína particular, HARPA, na pilha.”

No núcleo, envoltórios do ADN em torno das proteínas do histone, que embalam o ADN e o fazem menos acessível para a transcrição. Muitos activadores transcriptional promovem a acetificação do histone, que abre a estrutura da cromatina e as ajudas recrutam a maquinaria da transcrição aos genes recentemente acessíveis. Inversamente, alguns repressors do gene promovem o deacetylation dos histones. Porque a dependência de droga é negociada em parte por mudanças na expressão de gene, os inibidores da acetificação e do deacetylation do histone puderam impedir o desenvolvimento da dependência de droga. A sustentação do al. de Romieuet esta hipótese mostrando que administrar os inibidores do deacetylase do histone pouco antes que dão a ratos o acesso à cocaína reduziu o self-administration da cocaína e diminuiu o número de épocas um rato picou seu nariz em um furo para receber uma dose da cocaína. Quando os ratos receberem o diário da cocaína, sua resposta aos aumentos de uma dose sobre o tempo. Esta compreensibilidade aumentada, chamada sensibilização, é pensada para promover a dependência. A sensibilização da cocaína é impedida pelos inibidores do deacetylase do histone, sugerindo que os inibidores possam eficazmente reduzir a dependência.

O modelo genético completo para o cancro pancreatic letal e o cancro de cérebro foi decifrado por uma equipe no centro do cancro de Johns Hopkins Kimmel.

Os estudos, conduzidos pelo mesmo grupo que terminou mapas do cancro da mama e dos genomas colorectal do cancro em 2007, são relatados em dois artigos Sept. na 5, 2008, introdução da ciência expressa.

Acreditado para ser o resultado o mais detalhado até agora para qualquer tipo do tumor, o mapa novo avaliou mutações em virtualmente todos os genes humanos conhecidos da proteína-codificação, compreendidos de mais de 20.000 genes, em 24 cancros pancreatic e em 22 cancros do cérebro.

Um jogo do núcleo dos processos do gene e dos caminhos reguladores, aproximadamente uma dúzia para cada tipo do tumor, foi encontrado para ser alterado na maioria dos tumores estudados pelos investigadores. No cancro pancreatic, estes 12 caminhos, incluindo aqueles lig ao controlo de danos do ADN, maturação da pilha, e invasão do tumor, foram alterados em 67 por cento a 100 por cento dos tumores.

“Esta perspectiva muda a maneira que nós pensamos sobre tumores contínuos e sua gerência, porque as drogas ou os outros agentes que alvejam os efeitos fisiológicos destes caminhos, um pouco do que componentes individuais do gene, é provável ser a aproximação a mais útil para desenvolver terapias novas,” diz Bert Vogelstein, M.D., co-director do centro de Ludwig em Johns Hopkins e um investigador médico do instituto de Howard Hughes.

Além do que as descobertas do caminho, um número de genes transformados individuais foram identificados, incluindo 83 genes do cancro no cancro pancreatic e 42 no formulário o mais letal do cancro de cérebro, o multiforme do glioblastoma (GBM). Adicionalmente, 70 genes que overexpressed dramàtica em um ou outro cancro codificam as proteínas que estão na superfície das pilhas ou segregada, fazendo lhes o diagnóstico potencial e selecionando alvos.

Um gene, dehydrogenase 1 do isocitrate (IDH1), foi encontrado para ser transformado freqüentemente em um subconjunto de cancros do cérebro de GBM. As mutações eram significativamente mais comuns em pacientes novos de GBM, e foram associadas com a sobrevivência melhorada. As mutações IDH1 foram encontradas igualmente em quase todos os casos de GBMs secundário (cancros que progridem dos tumores pre-existing de uma qualidade mais inferior), levantando a possibilidade que esta mutação pode ser um marcador útil para identificar que os tumores cerebrais low-grade são mais provável desenvolver no GBMs letal.

Os “pacientes com mutações IDH1 parecem ser diferentes de outros pacientes com GBM, clìnica e biològica,” diz o vencedor Velculescu, M.D., Ph.D., professor adjunto da oncologia. “É concebível que estes pacientes tirarão proveito finalmente dos tratamentos diferentes, potencial alvejando IDH1.”

“A paisagem de cancros humanos é claramente mais complexa do que tem sido apreciado previamente. Lutá-la está indo ser mais de uma guerra de guerrilhas do que convencional porque há umas dúzias de genes transformados em cada tumor,” diz Kenneth W. Kinzler, Ph.D., co-director do centro de Ludwig em Johns Hopkins e professor da oncologia. “Individualmente, estas mutações não parecem formidáveis. Mas trabalhando junto, dão forma a um inimigo que nos exija desenvolver estratégias novas para as combater, e a melhor estratégia de longo prazo pode ser deteção adiantada dos tumores, quando o número de guerrilha que os guerreiros são ainda pequenos e seguraram mais facilmente.”

Para fazer seus resultados, os investigador integraram diversos métodos da análise genética. Usaram microarrays high-density para identificar alterações do número de cópia (amplificações e apagamentos) e as tecnologias arranjando em seqüência next-generation para avaliar a expressão de gene. Igualmente desenvolveram algoritmos estatísticos novos para integrar estas análises genéticas complementares, e também técnicas para separar provavelmente alterações para contribuir à iniciação e à progressão do cancro das mutações assim chamadas do passageiro, que acumulam inofensiva durante o desenvolvimento do cancro.

Cada projeto custou mais de $4 milhões, com o financiamento da ligação para a iniciativa Pancreatic do genoma do cancro de Goldman que vem da confiança caritativa do solenóide Goldman e da confiança caritativa de Lillian Goldman. A fundação de Virgínia e de D.K. Ludwig forneceu o financiamento da ligação para o projeto do cancro de cérebro. A iniciativa do tumor cerebral de Ludwig representa a primeira colaboração formal dos centros de Ludwig estabelecidos pelo fundo de Ludwig em 2006.

Este ano uns 38.000 povos estimado desenvolverão o cancro pancreatic nos E.U., com taxas de sobrevivência totais menos de 5 por cento. Embora poucos pacientes sejam diagnosticados com cancros do cérebro (aproximadamente 20.000 casos por o ano nos Estados Unidos), os resultados são ingualmente catastróficos. “As razões que principais nós escolhemos se centrar sobre estes cancros somos porque são assim que inoperante e ter tais opções limitadas do tratamento. O que nós aprendemos sobre estes tumores pode conduzir às medidas diagnósticas melhoradas ou as terapias no futuro,” diz Ralph Hruban, M.D., diretor do centro de pesquisa Pancreatic do cancro do solenóide Goldman em Johns Hopkins.

Em uma reversão surprising da sabedoria popular, um estudo ADN-baseado revelou que o último do woolly mammoths-que viveu entre 40.000 e 4.000 anos há-teve as raizes que eram exclusivamente North-american. a pesquisa, que aparece na introdução de setembro da biologia atual, está esperado causar alguma controvérsia dentro da comunidade paleontological.

Os “cientistas pensaram sempre que porque os mammoths vaguearam tal enorme território-de Europa ocidental ao norte central América-que os mammoths woolly norte-americanos eram um secundário de nenhum significado particular à evolução da espécie,” disse Hendrik Poinar, professor adjunto nos departamentos da antropologia, e da medicina do patologia & a molecular na universidade de McMaster.

Poinar e Régis Debruyne, um research fellow postdoctoral no laboratório de Poinar, passaram os últimos três anos coletando e provando mammoths sobre muita de sua escala anterior em Sibéria e em America do Norte, extraindo o ADN e centenas reunindo meticulosa, comparando e sobrepor de espécime gigantesco que usa a série de dados antiga segundo maior do ADN disponível.

As “migrações sobre Beringia [a ponte de terra que mediu uma vez o passo de Bering] eram raras; seriu como um filtro para manter-se oriental e os grupos ou as populações ocidentais dos woollies separados, dizem Poinar. “Entretanto, parece agora que os mammoths se estabeleceram em America do Norte muito mais cedo presumido do que, a seguir migrado de volta a Sibéria, e substituído eventualmente todos os haplotypes pre-existing dos mammoths.”

“As recolocações em escala reduzida da população, como nós as chamamos, não são um fenômeno raro dentro da espécie, mas umas que ocorrem em uma escala continental são certamente,” diz Ross MacPhee, curador de mammalogy no museu americano da história natural, e um dos investigadores no estudo. “Nós nunca esperamos que pôde ter havido uma reviravolta completa em mammoths woolly, mas esta é a sorte das descobertas que estão sendo feitas usando o ADN antigo. Os ossos e os dentes não são sempre guias sensíveis.”

“Como paleontologists, os biólogos moleculars têm-se operado por muito tempo sob uma polarização geográfica,” diz Debruyne. “Para mais do que um século, toda a discussão no mammoth woolly focalizou primeiramente nos mammoths euro-asiáticos bem examinados. Pouca atenção foi dedicada às amostras norte-americanas, e sups-se geralmente que sua contribuição para a história evolucionária da espécie era insignificante. Este estudo prova certamente de outra maneira.”

A origem dos mammoths é controversa nse. Alguns cientistas acreditam que os primeiros proto-mammoths elevararam em África sobre o seven-million anos há no concerto com os antepassados do elefante asiático. Ao redor cinco a seis milhão anos há, uma espécie gigantesca adiantada migrou para o norte em China, em Sibéria e, eventualmente, em America do Norte. Esta dispersão adiantada em America do Norte causou um mammoth novo conhecido como o mammoth Columbian. Muito mais tarde, para trás em Sibéria, em um gigantesco-evoluído woolly frio-adaptado do formulário- e no cruzado eventualmente sobre a ponte de terra de Beringian em Alaska actual e no Yukon.

O que aconteceu em seguida, diz Poinar, é um mistério: Os formulários genéticos Siberian começaram a desaparecer e foram substituídos por emigrantes norte-americanos.

“O estudo da evolução é uma evolução nse,” diz Poinar. “Isto as mostras que as mais atrasadas da pesquisa nós estamos perfurando para baixo e estamos começ um mais próximo e melhor uma compreensão das origens da vida em nosso planeta.”

Fora das 3 bilhão letras genéticas que soletram para fora o genoma humano, os cientistas de Yale encontraram um punhado que pudesse ter contribuído às mudanças evolucionárias nos membros humanos que nos permitiram de manipular ferramentas e andar verticalmente.

Os resultados de uma análise comparativa do ser humano, do chimpanzé, do macaque do rhesus e dos outros genomas relatados na ciência do jornal sugerem que nossa evolução possa ter sido conduzida não somente por mudanças da seqüência nos genes, mas por mudanças nas áreas do genoma pensou uma vez de como da “o ADN sucata.”

Aquelas mudanças ativaram genes no polegar primordial e o dedo grande do pé em um embrião tornando-se do rato, os investigadores encontrou.

“Nosso estudo identifica um contribuinte genético potencial às diferenças morfológicas fundamentais entre seres humanos e macacos,” disse James Noonan, professor adjunto da genética na Faculdade de Medicina da Universidade de Yale e no autor sênior do estudo.

Os investigadores têm suspeitado por muito tempo mudanças na expressão de gene contribuída à evolução humana, mas esta tinha sido difícil de estudar até recentemente porque a maioria das seqüências que controlam genes não tinham sido identificadas. No último diversos anos, cientistas descobriram que as regiões da não-codificação do genoma, longe de ser sucata, contêm milhares de elementos reguladores que actuam como “interruptores genéticos” para girar genes de ligar/desligar.

Uma indicação de sua importância biológica, muitas destas seqüências da não-codificação permaneceu similar, ou “conservado,” mesmo através de espécie vertebrada distante relacionada tal como galinhas e seres humanos. Os estudos funcionais recentes sugerem que alguma destes “a não-codificação conservada arranje em seqüência” o controle os genes que dirigem o desenvolvimento humano.

Em colaboração com cientistas no laboratório nacional de Lawrence Berkeley em Califórnia, o instituto do genoma de Singapore, e o Conselho da investigação médica no Reino Unido, Noonan procurararam as regiões vastas da não-codificação do genoma humano para identificar as seqüências reguladoras do gene cuja a função pode ter mudado durante a evolução dos seres humanos de nossos antepassados ape-like.

Noonan e seus colegas procuraram seqüências com mais pares baixos nos seres humanos do que em outros primatas. A seqüência que o mais ràpida em desenvolvimento identificaram, denominado HACNS1, é conservada altamente entre a espécie vertebrada mas acumulou variações em 16 pares baixos desde a divergência dos seres humanos e dos chimpanzés uns 6 milhão anos há. Isto era especial surprising, como os genomas do ser humano e do chimpanzé são macacão extremamente similar, Noonan disse.

Usando embriões do rato, Noonan e seus colaboradores examinaram como HACNS1 e suas seqüências relacionadas no chimpanzé e no reso regularam a expressão de gene durante o desenvolvimento. A seqüência humana ativou genes nos membros tornando-se do rato, em contraste com as seqüências do chimpanzé e do rhesus. O mais intrigante para a evolução humana, a seqüência humana conduziu a expressão na base do polegar primordial no forelimb e do grande dedo do pé no membro traseiro. Os resultados forneceram tantalizing, mas os investigadores dizem a preliminar, a evidência que as mudanças funcionais em HACNS1 podem ter contribuído às adaptações nas vantagens críticas humanas do tornozelo, do pé, do polegar e do pulso que são a base do sucesso evolucionário de nossa espécie.

Entretanto, Noonan forçou que é ainda desconhecido se HACNS1 causa mudanças na expressão de gene no desenvolvimento humano do membro ou se HACNS1 criaria o desenvolvimento human-like do membro se introduzido diretamente no genoma de um rato.

“O objetivo a longo prazo é encontrar muitas seqüências como este e para usar o rato para modelar seus efeitos na evolução do desenvolvimento humano,” Noonan disse.

Os investigadores na universidade de Cincinnati (UC) estão procurando maneiras de reduzir ou impedir dano do coração começando onde o problema começa frequentemente: nos genes.

Depois de um cardíaco de ataque, as pilhas morrem, causando dano durável ao coração.

Keith Jones, PhD, um investigador no departamento da farmacologia e da biofísica da pilha, e colegas está tentando reduzir dano do ataque do borne-coração estudando a maneira que as pilhas morrem no processo do coração-um controlado por fatores da transcrição.

Os fatores da transcrição são as proteínas que ligam às partes específicas do ADN e são parte de um sistema que controle transferência da informação genética do ADN ao RNA e então à proteína.  Transferência da informação genética igualmente joga um papel em controlar o ciclo pilha-do crescimento da pilha à morte de pilha.

“Nós chamamo-la gene do `terapia reguladora, '” diz Jones.

Até agora, os estudos identificaram o papel para um grupo importante de fatores de interação da transcrição e dos genes que regulam para determinar se as pilhas no coração sobrevivem ou morrem depois que a limitação da circulação sanguínea ocorre.

Frequentemente, os cientistas usam mecanismos virus-like para transferir o ADN e outros ácidos nucleicos dentro do corpo.

O “vírus” toma sobre outras pilhas saudáveis injetando as com seu ADN.  As pilhas, transformadas então, começam a reproduzir o ADN dos vírus.  Eventualmente incham e estouram, emitindo réplicas múltiplas do vírus para fora para conquistar outras pilhas e para repetir o processo.

Agora, os investigadores do UC são mais adicionais investigando mecanismos de entrega novos, não-virais para esta transferência do ADN.

“Nós pode para usar-se não-viral entrega veículo para transferir nucleico ácido, incluindo os chamarizes do fator da transcrição, para repress a ativação de fatores específicos da transcrição no coração,” Jones diz, adicionando que os investigadores fizeram este com sucesso trabalhar dentro dos modelos do animal vivo.  “Isto significa que nós podemos obstruir a atividade da maioria de fatores da transcrição no coração sem ter que fazer ratos genetically projetados.”

Jones estará apresentando estes resultados na sociedade internacional para a pesquisa em Cincinnati, junho 17-20 do coração.

Diz este mecanismo de entrega envolve inundar as pilhas com os “chamarizes” que enganam os fatores da transcrição na ligação aos chamarizes um pouco do que aos genes do alvo, impedindo que ativem aqueles genes.

“Nós podemos usar esta tecnologia para identificar os genes do alvo e para investigar então a ação destes genes no processo biológico,” Jones diz.

Diz que esta entrega tem limitações e vantagens.

“Pode ser usada para obstruir em qualquer momento um fator a tempo e é reversível,” diz.  “Entretanto, agora, uma rota específica da entrega deve ser usada para alvejar o tecido ou a pilha.”

Jones e outros investigadores estão esperando que esta tecnologia nova permitirá que enderece diretamente os efeitos do regulamento do gene na doença, ao contrário de usar as drogas clássicas que tratam sintomas ou têm resultados adversos significativos.

“Até agora, isto parece não causar nenhum efeito adverso nos animais,” diz.  “Nós somos esperançosos e estamos trabalhando para estudos pré-clínicos.”

Pela primeira vez, os investigadores na Universidade Tecnológica de Delft testemunharam o reparo espontâneo de dano às moléculas do ADN no tempo real. Observaram este a nível de uma única molécula do ADN. A introspecção neste tipo de mecanismo do reparo é essencial porque os erros neste processo podem conduzir ao desenvolvimento de pilhas cancerígenos. Os investigadores do instituto de Kavli de Nanoscience Delft devem publicar um artigo neste na pilha molecular principal do jornal científico.

As pilhas têm mecanismos para reparar o dano acidental contínuo que ocorre no ADN. Estes danos podem variar de uma mudança a uma única parte do ADN a uma ruptura total na estrutura do ADN. Estas rupturas puderem, por exemplo, ser causadas pela luz ultravioleta ou pelos raios X, mas igualmente ocorrer durante a divisão de pilha, quando moléculas separação do ADN e derem forma a duas moléculas novas do ADN. Se este tipo de ruptura não é reparado corretamente pode ser altamente perigoso ao funcionamento da pilha e conduzir à criação de uma pilha cancerígeno.

Um mecanismo principal do ADN-reparo envolvido em reparar estas rupturas é sabido como o recombination homologous. Este mecanismo tem sido observado pela primeira vez por investigadores da Universidade Tecnológica de Delft no tempo real e a nível de uma única molécula do ADN.

Para observar esta, uma molécula do ADN é esticada entre um grânulo magnético e uma superfície de vidro. Uma força é exercida no grânulo magnético usando um campo magnético, permitindo investigadores de puxar e girar uma única molécula do ADN em uma forma controlada. Enquanto a posição do grânulo muda quando a molécula do ADN está reparada, os investigadores podem observar em detalhe o processo do reparo.

Os investigadores das Universidades de Illinois desenvolveram uma técnica para pilhas da imagem latente sob um microscópio de elétron que rendesse uma imagem mais afiada da estrutura da cromatina, firmemente do pacote da ferida de material genético e de proteínas que compo os cromossomas. Os resultados apareceram em métodos da natureza.

Os cientistas souberam para mais do que um século que proteínas, tais como histones, dae (dispositivo automático de entrada) no ADN da embalagem no núcleo de uma pilha.  As pilhas humanas contêm 2 a 3 medidores do ADN, que devem ser torcidas e bobinado bastante ao ajuste em um 1/10 da largura da região de um cabelo humano.

Apesar do uso de técnicas de imagem latente poderosas, high-resolution tais como a microscopia de elétron, o mecanismo por que esta embalagem da cromatina ocorre permanece um mistério.  As fibras densa coiled da cromatina são muito difíceis de visualizar, e pouco é sabido sobre como se condensam durante a divisão de pilha, ou desenrola para permitir a expressão de gene.

Em desenvolver seu método, a equipe de Illinois abordou uma dificuldade chave em pilhas da imagem latente usando a microscopia de elétron.  Os estudos tradicionais “reparam” as pilhas com os produtos químicos poderosos (chamados fixador) para preservar sua estrutura para ver sob um microscópio.  Mas os métodos padrão da fixação interferem com uma outra etapa no processo da imagem latente: o uso de anticorpos etiquetados etiquetar os componentes chaves das pilhas.

Estes anticorpos, que o alvo e a trava sobre às proteínas específicas na pilha, podem ser etiquetados com as etiquetas fluorescentes para a deteção na fotomicroscopia, ou com partículas do metal (ouro, neste caso) para a microscopia de elétron.

“Se você repara as pilhas primeiramente, você tem uma gota dramática na eficiência destas reações immunochemical,” disse Igor Kireev, um cientista de visita no departamento da pilha e da biologia desenvolvente e autor importante do papel.  A foto do clique da imagem da microscopia de elétron para ampliar a cortesia de imagem de Andrew Belmont e de Igor Kireev a técnica nova expor pilhas vivas aos anticorpos etiquetados, uma aproximação que renda um sinal muito mais forte para a microscopia de elétron.

“E se seu alvo é interior a cromatina condensada, os anticorpos não têm nenhuma maneira de penetrar.”

Em vez de reparar as pilhas antes de manchar com anticorpos, os investigadores expor primeiramente pilhas animais vivas aos anticorpos etiquetados.  Isto permitiu que os anticorpos penetrassem mais profundamente na estrutura da cromatina, e impulsionou o número de partículas do ouro que aderem às regiões de interesse.  O sinal foi realçado adicionando uma solução de prata que precipitado (solidified) em cima do contato com o ouro.

“Nós estamos interessados na estrutura da cromatina, assim que nossos alvos são cromatina-limitam na maior parte proteínas,” Kireev disse.

Os investigadores tinham introduzido diversas cópias de um ADN bacteriano, chamadas o operador da laca, nos cromossomas.  Uma proteína bacteriana, o repressor da laca, reconhece e liga ao operador da laca em pilhas vivas.

Os investigadores combinaram uma proteína do repressor da laca com uma outra proteína que apresentasse fluorescência o verde sob a luz azul.  Esta proteína projetada aderiu aos cromossomas nas regiões que contêm as seqüências do operador da laca.  Sob a luz azul, estas regiões apresentaram fluorescência.  Um anticorpo ouro-etiquetado alvejado de encontro à proteína fluorescente verde (GFP) microinjected então no núcleo de uma pilha viva, que adicionasse um sinal metálico que poderia ser impulsionado com prata.

“Todo o isto combinado dá-nos um sinal muito melhor, um sinal muito mais forte, com a preservação estrutural muito melhor,” Kireev disse.

A proteína de brilho ajudou os investigadores a encontrar as regiões de interesse nas pilhas.  Estas áreas eram então “immunogold” etiquetado e alvejado para a microscopia de elétron.

Nas micrografia resultantes os investigadores viram a mancha realçada dos cromossomas.

“Nós podemos agora aplicar este mesmo método de rotulagem da viver-pilha ao estudo na alta resolução muitas proteínas GFP-etiquetadas diferentes no citoplasma da pilha ou núcleo,” disse Andrew Belmont, um professor da pilha e do autor desenvolvente do biologia e o sênior do papel.

“Na tentativa compreender cromossomas, povos foi limitada pela maior parte ao visualização da baixa definição de proteínas cromossomáticas específicas usando a fotomicroscopia,” Belmost disse.  “Isto significou que todos teve que fazer muita suposição de como as coisas são unidas, conduzindo em muitos casos a vago, modelos dos desenhos animados do que são prováveis ser estruturas cromossomáticas complicadas que realizam funções do ADN tais como a réplica e a transcrição.”

“Agora nós esperamos que nós podemos simplesmente olhar e para ver a estrutura real usando mais do que 10 vezes a definição mais elevada da microscopia de elétron,” Belmont disse.  “Nós somos excitados realmente para ver o que nós encontraremos usando nosso método novo”

(La Jolla, CA) Os investigadores de Salk zumbem dentro no methylation genoma-largo e nos transcriptomes do ADN na única definição baixa. Até há pouco tempo, as marcas químicas que desarrumam o ADN dentro de nossas pilhas como as árvores que pontilham uma paisagem podiam somente ser estudadas um gene de cada vez.  Mas o ADN novo da elevado-produção que arranja em seqüência a tecnologia permitiu investigadores no instituto de Salk para que os estudos biológicos tracem a posição precisa destas modificações individuais do ADN durante todo o genoma do thaliana de Arabidopsis da planta, e faz um mapa de seu efeito na atividade de alguns genes de Arabidopsis de aproximadamente 26.000.

“Por muito tempo a vista de prevalência sustentou que as modificações individuais não são críticas,” diz Joseph Ecker, Ph.D., um professor no laboratório de biologia da planta e diretor do laboratório da análise de Genomic do instituto de Salk.  “Os genomas de uns eukaryotes mais elevados são salpicados com modificações mas a menos que você puder olhar detalhado uma grande escala não há nenhuma maneira de saber se uma marca particular é crítica ou não.”

O estudo de Salk, que aparece hoje na introdução em linha da pilha, pinta um retrato detalhado de um dinâmico e ever-changing, contudo altamente controlado, epigenome, a camada de controle genético além do regulamento inerente na seqüência dos genes ela mesma.

Poder estudar o epigenome no grande detalhe e em sua totalidade fornecerá investigadores uma compreensão melhor da produtividade de planta e forçará a resistência, a dinâmica do genoma humano, capacidade de pilhas de haste auto-renovar e como os fatores epigenéticos contribuem ao desenvolvimento dos tumores e da doença.

As descobertas fizeram nos últimos anos cada vez mais desobstruído que há distante mais às genéticas do que a seqüência dos blocos de apartamentos que compo nossos genes.  Adicionar moléculas tais como grupos metílicos à espinha dorsal do ADN sem alterar as letras do alfabeto do ADN pode mudar como os genes interagem com as pilhas da maquinaria e da mão da transcrição da pilha uma ferramenta adicional para fine-tune a expressão de gene.

“O objetivo de nosso estudo era integrar níveis múltiplos de informação epigenética desde que nós ainda temos uma compreensão muito deficiente do regulamento genoma-largo do methylation e do seu efeito no transcriptome,” explica o investigador postdoctoral e o co-primeiro autor Lister de Ryan, Ph.D.

O transcriptome abrange todas as cópias ou transcritos do RNA feitas do ADN.  O volume dos transcritos consiste no mensageiro RNAs, ou nos mRNAs, que serem como moldes para a manufatura das proteínas mas igualmente inclui RNAs pequeno regulador, ou smRNAs.  Os últimos wield sua potência sobre a expressão de gene literalmente cortando brevemente as vidas dos mRNAs ou etiquetando seqüências específicas no genoma para o methylation.

Mas antes que o Lister poderia começar unravel as camadas múltiplas de regulamento epigenético que controlam a expressão de gene, teve que abrir caminho as tecnologias novas que permitiram que olhasse o methylation genoma-largo na definição da único-base e arranjasse em seqüência o transcriptome completo dentro de um marco temporal razoável.

Os cientistas de colaboração no centro do ARCO de excelência na biologia da energia da planta na universidade da Austrália Ocidental em Perth desenvolveram um navegador poderoso, com suporte na internet do genoma, que jogasse um papel crucial em destravar a informação escondido nas séries de dados maciças.

As pilhas empregam um exército inteiro das enzimas que adicionam grupos metílicos em locais específicos, mantêm testes padrões estabelecidos ou removem os grupos metílicos indesejáveis.  Quando o Lister e seus colegas compararam pilhas normais com as pilhas que faltam a combinação diferente de enzimas descobriu que as pilhas põr muito esforço em manter determinadas áreas do genoma methylation-livres.

No flipside, os investigadores de Salk encontraram que quando bateram para fora uma classe inteira de methylases, um tipo diferente de methylase pisaria na ruptura para faltantes.  Isto que encontra é relevante para uma classe nova de drogas de cancro que trabalham mudando o teste padrão do methylation em pilhas do tumor.

“Você pôde suceder em remover um tipo de methylation mas para terminar acima com aumento de um tipo diferente,” diz Ecker.  “Mas muito logo nós poderemos olhar e ver que tipo de mudanças compensatórias está acontecendo e evitar conseqüências sem intenção.”

Os estudos precedentes tinham encontrado que um subconjunto dos smRNAs poderia dirigir enzimas do methylation à região de ADN genomic a que alinharam.  As séries de dados genoma-largas de cobertura do methylome e do smRNA confirmaram o methylation aumentado precisamente dentro do estiramento do ADN que combinou a seqüência do smRNA.  Inversamente, os locus pesadamente misturados do smRNA tenderam a spawn mais smRNAs.

“Nós olhamos um genoma da planta mas nosso método pode ser aplicado a todo o sistema, incluindo seres humanos,” diz o Lister.  Embora o genoma humano seja aproximadamente 20 vezes mais grande do que o genoma de Arabidopsis - sistema modelo favorito dos biólogos da planta especialmente por causa de seu genoma compacto - Ecker prevê que dentro de um ano ou assim, arranjar em seqüência a tecnologia terá avançado distante o suficiente para põr os 3 bilhão pares baixos do genoma humano e de seus camaradas metílicos dentro do alcance.

“Este é realmente apenas o começo de unmasking o papel destes mecanismos reguladores epigenéticos poderosos nos eukaryotes,” diz Ecker.