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La investigación de la enzima del ARN puede llevar a las maneras de vigilar metabolismo gordo y pudo incluso ayudar a la búsqueda para los signos de vida en Marte

La investigación dirigida tomando el pelo aparte los funcionamientos de las enzimas del ARN puede llevar eventual a las maneras de vigilar metabolismo gordo y pudo incluso ayudar a la búsqueda para los signos de vida en Marte, según el investigador Nils Gualterio de la Universidad de Michigan.

El suyo el último trabajo fue publicado en línea en los procedimientos de la National Academy of Sciences el 24 de junio.

Gualterio y socios en el U-M y colega Xiaowei Zhuang y socios en la Universidad de Harvard, técnicas del uso que permiten que estudien las únicas moléculas de las enzimas del ARN, también conocidas como ribozymes. Como las enzimas más familiares de la proteína, las enzimas del ARN aceleran reacciones químicas dentro de las células. Los investigadores quieren aprender cómo los cambios en moléculas del ribozyme afectan a su actividad, ambos para entender mejor cómo la evolución ha dado forma ribozymes para realizar sus servicios y para encontrar maneras de manipularlas para los propósitos útiles.

En la investigación reciente, el grupo de Gualterio combinó una técnica llamada transferencia de energía de resonancia de la fluorescencia de la único-molécula (FRET) con simulaciones matemáticas para estudiar un ribozyme implicado en la réplica de un virus de tabaco-infección. Apenas pues una enzima de la proteína no es una estructura estática, un ribozyme también desforma, completando un ciclo hacia adelante y hacia atrás entre su compacto, forma catalítico activa y su forma inactiva, extendida. el TRASTE de la Único-molécula permitió que los investigadores observaran y midieran directamente cómo el ribozyme cambió rápidamente formas y cómo estos regímenes cambiaron cuando las diversas partes de la molécula fueron alteradas.

Con la adición de simulaciones matemáticas, los investigadores también podrían investigar cómo las partes cambiantes de la molécula del ribozyme afectaron a su capacidad de catalizar reacciones químicas. Los sorprendieron encontrar que las modificaciones que hicieron dondequiera en la molécula---incluso lejos del sitio en donde ocurre la reacción química---afectó al índice de catálisis.

Eso está como qué se sabe para suceso en enzimas de la proteína, pero hasta ahora no había pruebas que los ribozymes se comportaron semejantemente, dijo a Gualterio, profesor adjunto de Dow Corning de la química.

“Se ha sabido por un par de años ahora que si usted se modifica algo en una enzima de la proteína que usted piense es bastante lejos de la base catalítica---donde está suceso la química real---usted ve que la química está afectada directamente, a” Gualterio dijo. “Esto ha llevado a la idea que hay una red de los movimientos que hacen que actúa una enzima de la proteína en conjunto. Estamos proponiendo por primera vez que esto también suceso con las enzimas del ARN.”

Consiguiendo una compresión en cómo el trabajo de los ribozymes es importante para contestar a cuestiones fundamentales de la biología, Gualterio dijo, pero el trabajo puede también llevar a los usos prácticos. Particularmente, Gualterio y los colaboradores Roberto T. Kennedy, la Hobart H. Willard profesor de la química y farmacología, y Jens-Cristiano Meiners, profesor adjunto del U-M de la física y de la ayudante investigan al científico, división de investigación de la biofísica, están explorando su uso como biosensores. La idea es girar selectivamente una molécula del ribozyme que catalice una reacción para generar un producto que emita una señal fluorescente específica solamente cuando un tipo determinado de molécula ata.

“Cuando usted puede hacer eso en el nivel de la único-molécula, como podemos ahora hacer, después usted tiene el biosensor posible más pequeño,” Gualterio dijo. Tales sensores se podrían diseñar para descubrir las hormonas importantes como el leptin, que está implicado en metabolismo gordo. Con tal herramienta, “usted podría descubrir cómo una célula hace leptin y pregunta cuánto le hace la célula cuando el ambiente cambia,” dijo.

En otro proyecto, financiado por la NASA, los investigadores esperan desarrollar un biosensor que se podría enviar a Marte al fisgón alrededor para los aminoácidos u otros signos que la vida pudo haber existido una vez en el planeta.

“Estos proyectos todavía están en el escenario del revelado,” Gualterio dijo. “Solamente la tecnología que nos estamos convirtiendo aquí para hacer algunas preguntas biológicas fundamentales nos ayudará final a aprender cómo diseñar los sensores biológicos con muchos usos potenciales.”