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Pesquisadores que usam luz para controlar genes e entender melhor o papel de certos genes no desenvolvimento embrionário

Como nossa compreensão da biologia aumenta, as ferramentas de pesquisa tornam-se quase tão importante quanto os pesquisadores empunhá-los. Atualmente, um dos principais obstáculos para a investigação é realmente ficar dentro de células e tecidos para ver o que está acontecendo como isso acontece.

Na Universidade da Pensilvânia , os pesquisadores são moléculas enjaular - xenon, gene-blocking fitas de DNA antisense e até mesmo terapêutica - para facilitar a sua entrada nas células e permitir aos investigadores observar clockwork bioquímicos da natureza.

Ivan Dmochowski, um professor adjunto no Departamento de Química da Penn, detalhes os métodos que seu laboratório está desenvolvendo para a próxima geração de imagem, hoje às 9h30, no Meeting 228 da American Chemical Society National aqui.

"Estamos desenvolvendo técnicas para controle e estudo dentro das células e biomoléculas sistemas vivos", disse Dmochowski. "O resultado mais imediato desta pesquisa estará em descobrir como as proteínas interagem em tempo real dentro de organismos vivos, bem como como as doenças, especialmente câncer, o progresso através do corpo."

Enquanto a ressonância magnética já se tornou uma ferramenta útil para a investigação, os químicos Penn esperança de estender a capacidade da ressonância magnética para monitorar câncer de múltiplos marcadores simultaneamente usando o gás nobre xenon como um agente da imagem latente. Através do encapsulamento de um único átomo de xenônio dentro de uma jaula feita de cryptophane, pode se tornar um repórter sensível de mudanças fora da gaiola. Quando a gaiola é "agitado" por uma proteína específica do câncer, por exemplo, a molécula de xenônio emite um sinal revelador de que pode ser monitorado por ressonância magnética.

"Com base neste princípio, o nosso laboratório está a gerar novos biossensores que esperamos que venha a identificar biomarcadores associados com câncer de pulmões, cérebro e pâncreas", disse Dmochowski. "Com o tempo, nós vamos ser capazes de usar a ressonância magnética para detectar proteínas aberrantes que causam câncer nos seres humanos antes da formação real de um tumor."

Dmochowski e seus colegas também estão explorando o uso de ferritina, uma grande família de proteínas de armazenamento de ferro que são essenciais para a vida, para contrabandear itens nas células. Desde ferritina pode se mover de forma relativamente fácil para as células, os pesquisadores estão desenvolvendo "gorduroso" ferritina-como gaiolas que poderiam ser usados ​​para transportar materiais em todo o corpo. As gaiolas de proteínas têm muitas aplicações interessantes, incluindo novos agentes para a entrega da droga, modelos para a formação de nanopartículas metálicas e sondas químicas para uso em in vivo estudos espectroscópicos.

A fim de compreender o papel de certos genes no desenvolvimento embrionário, o laboratório Dmochowski está estudando como usar a luz para transformar genes off. Eles criaram moléculas antisense enjaulado - trechos de DNA que podem grampo em cima de genes de trabalho - que são liberados quando sua gaiola química é atingida por luz ultravioleta ou infravermelha.

"Ao uncaging essas moléculas, o nosso objectivo é alterar a expressão de proteínas em uma célula em particular e em um determinado momento durante o desenvolvimento", disse Dmochowski. "Isso significa que os pesquisadores poderiam transformar genes específicos off como um interruptor, a fim de descobrir a natureza de um gene com o que acontece quando ele não funciona."

http://www.upenn.edu/