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La recherche d'enzymes d'ARN peut mener aux voies du gros métabolisme de surveillance et pourrait même aider à la recherche du signe de vie sur Mars

La recherche visée taquinant à part le fonctionnement des enzymes d'ARN éventuellement peut mener aux voies du gros métabolisme de surveillance et pourrait même aider à la recherche du signe de vie sur Mars, selon le chercheur Nils Walter d'Université du Michigan.

Sien le dernier travail était publié en ligne dans les démarches académie nationale des sciences du 24 juin.

Walter et associés à l'UM et collègue Xiaowei Zhuang et associés à l'Université de Harvard, techniques d'utilisation qui leur permettent d'étudier les molécules uniques des enzymes d'ARN, également connues sous le nom de ribozymes. Comme les enzymes plus familières de protéine, les enzymes d'ARN accélèrent des réactions chimiques à l'intérieur des cellules. Les chercheurs veulent apprendre comment les changements des molécules de ribozyme affectent leur activité, les deux pour comprendre mieux comment l'évolution a formé des ribozymes pour exercer leurs droits et pour trouver des moyens de les manipuler pour des buts utiles.

Dans la recherche récente, le groupe de Walter a combiné un transfert d'énergie appelé de résonance de fluorescence d'unique-molécule de technique (FRET) avec des simulations mathématiques pour étudier une ribozyme impliquée dans la réplication d'un virus de tabac-infection. Juste comme une enzyme de protéine n'est pas une structure statique, une ribozyme se déforme également, faisant un cycle dans les deux sens entre son contrat, forme catalytiquement active et sa forme inactive et étendue. la FRETTE d'Unique-molécule a permis aux chercheurs directement d'observer et mesurer à quelle rapidité la ribozyme a commuté des formes et comment ces régimes ont changé quand des parties variées de la molécule ont été modifiées.

En plus des simulations mathématiques, les chercheurs pourraient également vérifier comment les parties changeantes de la molécule de ribozyme ont affecté sa capacité de catalyser des réactions chimiques. Ils étaient étonnés de constater que des modifications qu'ils ont apportées n'importe où sur la molécule---même loin du site où la réaction chimique se produit---a affecté le régime de la catalyse.

C'est tout comme ce qui est connu pour se produire en enzymes de protéine, mais jusqu'ici il n'y avait aucune preuve que les ribozymes se sont comportées assimilé, a dit Walter, un professeur adjoint Dow corning de chimie.

« On l'a connu pendant quelques années maintenant que si vous modifiez quelque chose sur une enzyme de protéine que vous pensez est assez loin du faisceau catalytique---là où la chimie se produit réellement---vous voyez que la chimie est affectée directement, » Walter avez dit. « Ceci a mené à l'idée qu'il y a un réseau des mouvements qui préparent une enzyme de protéine agir dans son ensemble. Nous proposons pour la première fois que ceci se produise également avec des enzymes d'ARN. »

Obtenant une prise sur la façon dont le travail de ribozymes est important pour répondre à des questions principales de biologie, Walter a dit, mais le travail peut également mener aux applications pratiques. En particulier, Walter et les collaborateurs d'UM Robert T. Kennedy, Hobart H. Willard professeur de chimie et pharmacologie, et Jens-Chrétien Meiners, professeur adjoint de la physique et de l'assistant recherchent le scientifique, division de la recherche de biophysique, explorent leur utilisation comme biocapteurs. L'idée est d'allumer sélecteur une molécule de ribozyme qui catalyse une réaction pour produire d'un produit qui dégage un signe fluorescent spécifique seulement quand un type particulier de molécule grippe.

« Quand vous pouvez faire cela au niveau d'unique-molécule, comme nous pouvons faire maintenant, puis vous avez le plus petit possible biocapteur, » Walter a dit. De tels détecteurs pourraient être conçus pour trouver les hormones importantes comme le leptin, qui est impliqué dans le gros métabolisme. Avec un tel outil, « vous pourriez trouver comment une cellule effectue le leptin et demandez combien la cellule lui effectue quand l'environnement change, » a dit.

Dans un autre projet, financé par la NASA, les chercheurs espèrent développer un biocapteur qui pourrait être envoyé à Mars au fureteur autour pour des acides aminés ou d'autres signes que la durée pourrait une fois avoir existé sur la planète.

« Ces projets sont toujours dans l'étape de développement, » Walter a dit. « Mais la technologie que nous nous développons ici pour poser quelques questions biologiques principales nous aidera éventuel à apprendre comment concevoir les détecteurs biologiques avec beaucoup d'applications possibles. »