Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Nuova tecnica Più Veloce della clonazione - a clonazione basata a trascrizione

Un singolo filo del DNA dell'animale o della pianta può contenere decine di migliaia di geni, ciascuno programmato per produrre una proteina specifica essenziale per la crescita o la sopravvivenza dell'organismo. La sfida per i genetisti è di isolare i diversi geni e di determinare la loro funzione - un trattamento scrupoloso che richiede spesso gli anni di approssimazioni successive del laboratorio.

Ora un gruppo di ricerca internazionale ha scoperto una tecnica che migliora drammaticamente questo trattamento per determinati generi di geni. Sviluppato dagli scienziati alla Stanford University ed al Centro del John Innes della Gran-Bretagna, la nuova procedura ha potuto permettere agli scienziati di identificare i geni specifici in un aspetto dei mesi, non anni. La tecnica, conosciuta come a clonazione basata a trascrizione, è descritta nell'edizione del 30 marzo degli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS).

“Crediamo che questo metodo rappresenti un'innovazione significativa nella clonazione dei geni,„ abbiamo scritto gli autori dello studio di PNAS.

“Il più grande impatto di questa tecnologia è probabile essere sugli impianti con grande e genoma complessi, includenti la maggior parte delle specie di ventriglio,„ ha aggiunto Sharon R. Long, il William C. Steere, il Jr. - il Professor di Pfizer Inc. nelle Scienze Biologiche a Stanford ed il co-author dello studio. Lungamente, che egualmente servisce da decano del Banco di Stanford degli Studi Umanistici e delle Scienze, è un'autorità su biologia molecolare dell'impianto e batterica. Lei ed i suoi colleghi hanno usato la nuova tecnica della clonazione per isolare ed identificare un gene nel DNA del truncatula del Medicago, o l'erba medica del barilotto - un membro della famiglia di legume che è strettamente connessa ad alfalfa, ai fagioli ed ai piselli.

“Nel corso di sei mesi, abbiamo completato che cosa ha richiesto ad un altro gruppo parecchi anni per completare ed abbiamo identificato un gene abbastanza fresco per inizializzare,„ ha detto il collega postdottorale Raka M. Mitra, autore principale di Stanford dello studio di PNAS. “Pensiamo che questa tecnologia sia applicabile ad altre specie e speri che aumenti il passo della ricerca biologica nel complesso.„

La genetica Inversa

Il DNA del Medicago contiene migliaia di geni ed usando i metodi tradizionali per capire che cosa ciascuno fa è un trattamento che richiede tempo. “L'approccio standard usato dai genetisti dell'impianto - conosciuti come clonazione dei geni - comprende suddividere il sistema in un modo molto controllato e poi inseguire che cosa è rotto,„ Mitra ha spiegato.

Questo trattamento comincia a caso zapping migliaia di semi dell'impianto con radiazione, quindi coltivando i semi esposti in un laboratorio. Lo scopo è di sollevare un impianto mutante con una mutazione fisica ovvia, quindi cerca attraverso il DNA dell'impianto fino ad identificare il gene mutato di interesse. Per esempio, se i ricercatori volessero trovare i geni responsabili della crescita normale della root, cercherebbero un impianto mutante con le root difettose e poi condurrebbero un'analisi esauriente del DNA dell'impianto finché non individuassero i geni difettosi che causassero il danno.

“La Clonazione dei geni in truncatula del M. può richiedere tre - cinque anni, in parte perché richiede il potenziamento incrociato di due generazioni di impianti,„ Mitra ha detto. “Mi sono domandato se potessimo aggirare questa caccia laboriosa per i geni. Ho cominciato dai locali che i prodotti mutati dei geni hanno subito una mutazione le proteine - e possono anche impedire la produzione della proteina interamente.„

In celle in buona salute dell'animale e della pianta, la produzione della proteina comincia con il gene - un breve allungamento di DNA composto dei prodotti chimici sistemati in una sequenza specifica che contiene le istruzioni per la costruzione della proteina. Quelle istruzioni sono copiate dal DNA su una molecola di RNA in un trattamento chiamato trascrizione. La copia del RNA, o la trascrizione, poi si muove verso un'altra parte della cella, in cui è usata come modello per fabbricare la proteina.

I geni Mutati, tuttavia, portano le istruzioni difettose che producono le copie difettose di RNA, che la cella prova ad eliminare il più rapidamente possibile - un fatto quello piombo Mitra ed i suoi colleghi predire che il RNA difettoso avrebbe rivelato soltanto nelle concentrazioni molto basse in celle mutate.

Ma l'inverso egualmente sarebbe vero? Se una cella produce le quantità basse di trascrizione del RNA, quella significa il RNA è il prodotto difettoso di un gene nocivo? In Caso Affermativo, i ricercatori potrebbero migliorare l'intero trattamento dell'gene-identificazione usando la genetica inversa. In Primo Luogo, cercherebbero RNAs che si presentano nelle concentrazioni basse e determinano la sequenza chimica di quelle molecole del RNA, quindi usano quelle informazioni per individuare il gene di corrispondenza sul DNA dell'impianto.

Fissazione dell'azoto

Nell'esperimento di PNAS, Mitra ed i suoi colleghe hanno usato la loro nuova alla tecnica basata a trascrizione della clonazione per identificare un gene dell'impianto che svolge un ruolo importante nella produzione di azoto utilizzabile per le piante e gli animali. Tutte Le cose viventi hanno bisogno dell'azoto di fare le proteine. Purtroppo, il gas dell'azoto, che compone quasi 80 per cento dell'atmosfera, è inutilizzabile dalle piante e dagli animali.

Tuttavia, ci sono batteri dell'terreno-abitazione che trasformano l'azoto atmosferico in un composto che gli impianti possono assorbire in loro root e poi convertire in proteine - un trattamento chiamato fissazione dell'azoto. Gli Animali, a loro volta, ottengono la loro fonte primaria di azoto dagli impianti, che rende la fissazione dell'azoto batterica essenziale a tutto l'animale - ed a vita umana.

“Il Nostro laboratorio ha uno scopo particolare - per identificare i geni che permettono che gli impianti stabiliscano la simbiosi utile per fissazione dell'azoto, che è egualmente un tasto all'agricoltura sostenibile,„ Lungamente celebri. Come componente di quello sforzo, lei ed i suoi colleghi stanno studiando la segnalazione chimica complessa che si presenta fra i batteri e gli impianti che fissa l'azoto. I Ricercatori hanno scoperto che il Medicago ed altri legumi permettono che i batteri invadano le loro root e prendano la residenza negli organi del tipo di tumore chiamati noduli.

“Questa relazione è reciprocamente utile,„ Mitra ha spiegato. “I batteri si avvantaggiano perché sono uniti in un ambiente protettivo - il nodulo - dove sono alimentati gli zuccheri dall'impianto. L'impianto si avvantaggia perché i batteri convertono l'azoto dall'aria in ammoniaca, che l'impianto usa per preparare a proteine.„

Esattamente come i legumi ed i batteri comunicano il resti qualcosa di un mistero. “Per le ragioni sconosciute, in pochi minuti di riconoscimento del segnale chimico batterico, i livelli del calcio nelle celle di root dell'impianto cominciano oscillare,„ Mitra ha detto. “Questi livelli aumentano rapido, quindi lentamente cadono giù. Questo trattamento - chiodare chiamato del calcio - le ripetizioni ripetutamente, ad un tasso di circa un'oscillazione al minuto e continua per ore e ore.„

In uno sforzo per capire meglio questo fenomeno, il gruppo di ricerca ha paragonato gli impianti normali del Medicago ad una versione mutante sollevata in laboratorio. “Questo mutante era particolarmente interessante noi perché ha esibito il calcio che chioda il comportamento ma che non poteva che da stabilire una relazione simbiotica con i batteri che fissa l'azoto,„ Mitra ha detto.

Facendo Uso della tecnologia del gene-chip di microarray, i ricercatori hanno riflesso i livelli del RNA prodotti da 10.000 geni sia in impianti normali che mutanti. “Negli impianti mutanti, abbiamo trovato un gene, chiamato DMI3, che ha prodotto estremamente - bassi livelli di RNA,„ Mitra ha detto. “La versione normale del gene DMI3 produce una proteina che è notevolmente simile alle proteine vegetali del tabacco che sono conosciute per modulare i loro comportamenti in risposta a calcio.„

Ciò che trova piombo il gruppo di ricerca concludere che il gene DMI3 può svolgere un ruolo importante nella risposta dell'impianto alle oscillazioni del calcio. Il mese scorso, un gruppo di ricerca Olandese e Francese ha pubblicato risultati simili nella Scienza del giornale. Tuttavia, quel gruppo ha usato i metodi tradizionali della clonazione dei geni per identificare DMI3 - un trattamento che ha richiesto almeno quattro anni a completo, confrontato a sei mesi facendo uso adi clonazione basata a trascrizione.

“La riga inferiore è questa,„ Long ha detto. “Nel corso del lavorare alla fissazione dell'azoto, abbiamo scoperto un metodo generale per l'identificazione e la clonazione dei geni importanti dell'impianto che è veloce e può essere applicabile a quasi tutte le specie dell'impianto.„