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Análise com Marcadores Dobro (MADM) - Uma nova ferramenta poderosa do Mosaico para estudar doenças e genética

Uma técnica de laboratório poderosa usada por geneticista da mosca de fruto para mais do que uma década está agora disponível aos cientistas que estudam genes e doenças nos ratos.

Escrevendo na edição do 6 de maio da Pilha do jornal, os pesquisadores da Universidade de Stanford descrevem um método aerodinâmico para criar “um rato genético do mosaico”--um roedor cujo o corpo seja projectado genetically para produzir conjuntos pequenos de pilhas com genes transformados.

A técnica nova, chamada Mosaico Análise com Marcadores Dobro (MADM), foi desenvolvida no laboratório de Liqun Luo, professor de ciências biológicas em Stanford que foi nomeado recentemente um investigador com o Howard Hughes Medical Institute.

“Com MADM, você pode olhar um subconjunto minúsculo das pilhas e para estudar a função do gene em um muito de alta resolução,” diz Luo, que igualmente é afiliado com o Instituto da Neurociência na Faculdade de Medicina de Stanford. “Nosso método pode ser usado para estudar uma variedade de tecidos, tais como a pele, o coração e o sistema nervoso.”

Os Mosaicos são projectados dar a pesquisadores uma oportunidade de observar o que acontece quando um gene específico é removido de um conjunto pequeno de pilhas em um animal vivo. Com MADM, as pilhas que levam um gene alterado do interesse giram realmente o verde para uma observação mais fácil.

“Nós usamos uma proteína fluorescente verde,” Luo diz. “Tão agora se você transforma um gene, você saberá em que pilha o gene normal é perdido. Por exemplo, se você suprime de um gene de supressor do tumor, as pilhas verdes proliferarão, e você pode realmente estudar a progressão do tumor. Se você pode imagem estas pilhas em um animal vivo, você pode potencial olhar o tumor crescer.”

Luo indica que MADM é mais preciso do que do “a técnica amplamente utilizada do rato KO”, em que um gene do interesse é removido (“batido para fora”) de cada pilha no corpo do animal. O método do KO pode ter conseqüências indesejáveis, deletérias para o rato e a experiência, Luo adiciona, visto que MADM actua mais como um escalpelo, criando um punhado de pilhas do mutante em um animal de outra maneira normal. Ratos do Mosaico

Os Geneticista têm usado moscas de fruto do mosaico por décadas. No começo dos 90, os cientistas desenvolveram uma técnica mais eficiente que permitisse que os pesquisadores controlem quando e onde as pilhas do mutante são geradas no corpo da mosca. Contudo, os cientistas tiveram uma estadia muito mais difícil que projetam animais vertebrados do mosaico, tais como ratos. O rato tem sido considerado por muito tempo um modelo ideal do laboratório para estudar a revelação e a doença humanas, primeiramente porque o ADN do rato e o ADN humano são notàvel semelhantes.

A técnica de MADM, que Luo e seus colegas desenvolveram para ratos, trabalha no mesmo principal que o método usado actualmente para criar moscas de fruto do mosaico. Os pesquisadores começam com as duas células estaminais embrionárias cujos os cromossomas foram projectados para levar dois segmentos neutralizados de uma molécula de proteína fluorescente verde. Os Ratos derivados destas células estaminais embrionárias são acoplados entre si. Enquanto sua prole cresce, as pilhas em seu corpo começam a dividir-se--um processo normal esse conduz à duplicação de cada cromossoma. Antes Que a divisão de pilha esteja completa, uma enzima especial causa a troca, ou a recombinação, dos dois cromossomas projetados. Se um daqueles cromossomas contem uma cópia ruim (mutação) de um gene, o evento da recombinação poderia fazer com que uma prole herde duas cópias ruins do gene, que conduziria a uma pilha do mutante. Este processo activa simultaneamente a proteína fluorescente verde, que gira o verde da pilha do mutante.

“Se não há nenhuma recombinação, há nem um verde nem as pilhas do mutante,” Luo explicam. “Assim mesmo se somente as voltas de uma célula esverdeiam, nós sabemos que tem que conter o gene transformado do interesse.”

Em seu estudo, a equipe de Stanford focalizou no cerebelo, a parte do cérebro cuja a função principal é coordenar a actividade de motor e manter o balanço. Os pesquisadores usaram MADM para estudar a revelação das pilhas do grânulo do cerebelo, que são as pilhas as mais abundantes nos cérebros dos ratos e dos seres humanos.

“Geralmente os povos pensam que todas as pilhas do grânulo do cerebelo são as mesmas--são nascidos, e sua função final é determinada por sua interacção com outros neurônios,” Luo diz. “Mas nós encontramos que parece estar um determinado grau de predisposição a estas pilhas por suas linhagens. Isto vem para trás a um problema interessante na neurobiologia desenvolvente se o cérebro está prendido pela genética ou pelo ambiente--a natureza ou consolida. Nossa descoberta faz-nos sentir que a fiação do cerebelo é mais genetically determinada do que pensou previamente.” A aproximação Poderosa Em um artigo de companheiro publicado na mesma edição da Pilha, os cientistas Todd E. Anthony e Nathaniel Heintz da Universidade de Rockefeller descrevem MADM como “um método elegante” que traga a geneticista do rato “uma etapa mais perto da facilidade experimental invejávea disponível aos geneticista do invertebrado.”

Há “muitas aplicações potenciais desta aproximação poderosa,” Anthony e Heintz escreveu, incluindo a “oportunidade para estudos detalhados dos mecanismos moleculars que são a base das propriedades dinâmicas de populações neuronal específicas.” MADM igualmente poderia provar importante para a análise de desenvolvente complexo ou doenças degenerativos resultando das mutações genéticas, adicionou.

À luz de suas aplicações comerciais potenciais, Luo começou o processo de licenciar MADM através do Escritório da Universidade de Stanford de Licenciar da Tecnologia. Entrementes, e seus colegas estão retornando ao laboratório para ver se a técnica pode ser aplicada a outros aspectos da biologia e da doença desenvolventes nos ratos.

http://www.stanford.edu/