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Analisi con i Doppi Indicatori (MADM) - Un nuovo strumento potente del Mosaico per studiare le malattie e la genetica

Una tecnica di laboratorio potente usata dai genetisti della mosca di frutta per più di una decade ora è a disposizione degli scienziati che studiano i geni e le malattie in mouse.

Scrivendo nell'edizione del 6 maggio della Cella del giornale, i ricercatori dalla Stanford University descrivono un metodo aerodinamico per la creazione “del mouse genetico del mosaico„--un roditore di cui l'organismo geneticamente è costruito per produrre i piccoli cluster delle celle con i geni mutati.

La nuova tecnica, chiamata Mosaic l'Analysis con i Doppi Indicatori (MADM), è stata sviluppata nel laboratorio di Liqun Luo, il professor delle scienze biologiche a Stanford che recentemente è stata nominata un ricercatore con il Howard Hughes Medical Institute.

“Con MADM, potete esaminare un sottoinsieme minuscolo delle celle e studiare funzione del gene molto ad un di alta risoluzione,„ dice Luo, che egualmente è affiliato con l'Istituto della Neuroscienza alla Scuola di Medicina di Stanford. “Il Nostro metodo può essere usato per studiare vari tessuti, quali l'interfaccia, il cuore ed il sistema nervoso.„

I Mosaici sono destinati per dare a ricercatori un'opportunità di osservare che cosa accade quando un gene specifico è rimosso da un piccolo cluster delle celle in un animale vivo. Con MADM, le celle che portano un gene alterato di interesse realmente girano il verde per l'osservazione più facile.

“Usiamo una proteina fluorescente verde,„ Luo dice. “Così ora se subite una mutazione un gene, saprete in quale cella il gene normale è perso. Per esempio, se cancellate un gene soppressore del tumore, le celle verdi prolifereranno e potete realmente studiare la progressione del tumore. Se potete immagine queste celle in un animale vivo, potete potenzialmente guardare il tumore svilupparti.„

Luo precisa che MADM è più preciso “della tecnica ampiamente usata del mouse knockout„, in cui un gene di interesse è rimosso (“KO„) di ogni cella nell'organismo dell'animale. Il metodo knockout può avere conseguenze indesiderate e deleterie per il mouse e l'esperimento, Luo aggiunge, mentre MADM agisce più simile ad un bisturi, creando una manciata di celle mutanti in un animale altrimenti normale. Mouse del Mosaico

I Genetisti stanno usando le mosche di frutta del mosaico per le decadi. Nell'inizio degli anni 90, gli scienziati hanno sviluppato una tecnica più efficiente che permette che i ricercatori gestiscano quando e dove le celle mutanti sono generate nell'organismo della mosca. Tuttavia, gli scienziati si sono divertiti che progettano i vertebrati del mosaico, quali i mouse. Il mouse lungamente è stato considerato un modello ideale del laboratorio per lo studio lo sviluppo e della malattia umani, soprattutto perché il DNA del mouse ed il DNA umano sono notevolmente simili.

La tecnica di MADM, che Luo ed i suoi colleghi hanno sviluppato per i mouse, lavora allo stesso principale del metodo corrente usato per creare le mosche di frutta del mosaico. I ricercatori cominciano con due cellule staminali embrionali di cui i cromosomi sono stati costruiti per portare due segmenti inattivati di una molecola di proteina fluorescente verde. I Mouse derivati da queste cellule staminali embrionali sono accoppiati l'un l'altro. Mentre la loro prole si sviluppa, le celle nel loro organismo cominciano a dividersi--un trattamento normale quel provoca la duplicazione di ogni cromosoma. Prima Che la divisione cellulare sia completa, un enzima speciale causa lo scambio, o la ricombinazione, dei due cromosomi costruiti. Se uno di quei cromosomi contiene una cattiva copia (mutazione) di un gene, l'evento di ricombinazione potrebbe indurre una prole ad ereditare due cattive copie del gene, che avrebbe provocato una cella mutante. Questo trattamento attiva simultaneamente la proteina fluorescente verde, che gira il verde mutante delle cellule.

“Se non c'è ricombinazione, c'è nè verde nè le celle del mutante,„ Luo spiega. “Così anche se soltanto una cella gira il verde, sappiamo che deve contenere il gene mutato di interesse.„

Nel loro studio, il gruppo di Stanford ha messo a fuoco sul cervelletto, la parte del cervello di cui la funzione principale è di coordinare l'attività motoria e di mantenere il bilanciamento. I ricercatori hanno usato MADM per studiare lo sviluppo delle celle del granulo del cervelletto, che sono le celle più abbondanti nei cervelli dei mouse e degli esseri umani.

“La gente pensa Solitamente che tutte le celle del granulo del cervelletto siano le stesse--nasce e la loro funzione definitiva è determinata dalla loro interazione con altri neuroni,„ Luo dice. “Ma abbiamo trovato che sembra essere un determinato grado di predisposizione a queste celle dai loro stirpi. Ciò ritorna ad un problema interessante in neurobiologia inerente allo sviluppo se il cervello è collegato dalla genetica o dall'ambiente--la natura o consolida. La Nostra scoperta ci incita a ritenere che i collegamenti del cervelletto siano più geneticamente risoluti che precedentemente ha pensato.„ L'approccio Potente In un articolo di tambuccio pubblicato nella stessa edizione della Cella, gli scienziati Todd E. Anthony e Nathaniel Heintz della Rockefeller University descrivono MADM come “metodo elegante„ che porta a genetisti del mouse “un punto più vicino all'impianto sperimentale invidiabile disponibile ai genetisti invertebrati.„

Ci sono “molte applicazioni potenziali di questo approccio potente,„ Anthony e Heintz ha scritto, compreso “l'opportunità per gli studi approfonditi sui meccanismi molecolari che sono alla base dei beni dinamici delle popolazioni di un neurone specifiche.„ MADM anche potrebbe provare importante per l'analisi di inerente allo sviluppo complesso o malattie degeneranti derivando dalle mutazioni genetiche, hanno aggiunto.

Alla luce delle sue applicazioni commerciali potenziali, Luo ha cominciato il trattamento dell'autorizzazione del MADM attraverso l'Ufficio dell'Università di Stanford dell'Autorizzazione della Tecnologia. Nel Frattempo, lui ed i suoi colleghi stanno ritornando al laboratorio per vedere se la tecnica può applicarsi ad altri aspetti di biologia dello sviluppo e della malattia in mouse.

http://www.stanford.edu/