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ADN mitochondrial ordonnançant l'outil actualisé

Les outils de pointe de laboratoire, comme des ordinateurs, sont souvent actualisés publiquement car leurs capacités analytiques augmentent. Dans l'édition de septembre du tourillon de la diagnose moléculaire, les bénéficiaires de NIH enregistrent qu'ils ont développé une seconde génération « laboratoire sur une puce de silicium » appelée le MitoChip v2.0 que pour la première fois séquence rapidement et sûrement tout l'ADN mitochondrial.

Les mitochondries, les organelles de production d'énergie qui actionnent nos cellules, sont seules parce qu'elles sont équipées de leurs propres directives génétiques distinctes de l'ADN enregistré au noyau de cellules.

Les auteurs disent que leur frite de plein-séquence sera un outil principal dans la recherche de accélération sur l'ADN mitochondrial, une région productrice d'intérêt scientifique. Cet intérêt provient de la caractéristique qui propose que les variations et/ou les mutations de séquence naturelle de l'ADN mitochondrial de chaque personne pourraient être biologiquement instructives dans les domaines aussi divers que la diagnose de cancer, la gérontologie, et les médecines légales criminelles.

Selon M. Joseph Califano, un scientifique à l'École de Médecine d'Université John Hopkins à Baltimore et auteur supérieur sur le papier, le MitoChip v2.0 a montré dans sensibilité des mains de son groupe une meilleure ce son prédécesseur pour ordonnancer des variations des échantillons de cancer de la tête et du cou. Le v2.0 a également trouvé presque trois douzaine variations de la D-boucle de non-codage, longtemps considérée un no man's land de ordonnancement et que le MitoChip originel n'a pas compris.

« En ce point, nous ne prévoyons pas un MitoChip v3.0, » a dit Califano, dont la recherche a été supportée par l'institut national du NIH de la recherche dentaire et craniofaciale. « Le v2.0 est un outil très bon du fait nous avons également rangé 500 des haplotypes les plus courantes - ou groupé des configurations des variations connues d'ADN - encaissées dans la base de données publique mitochondriale. »

Les mitochondries sont les structures oblongues et filetage filetage dispersées dans tout le cytoplasme des cellules. Les centaines aux milliers de mitochondries existent en chaque cellule humaine, occupant jusqu'à un quart de leur cytoplasme. Parfois officieusement décrit en tant que « centrales cellulaires, » les mitochondries convertissent des matières organiques en ATP, la monnaie de l'énergie des cellules et sans quelle durée cesserait.

Dès les années 1920, les scientifiques ont découvert des indices que les mitochondries pourraient jouer un rôle en entraînant le cancer. Mais comme l'autre ADN au noyau de cellules, les scientifiques ont manqué des outils de recherches nécessaires dans toute la majeure partie du 20ème siècle pour étudier systématiquement la composition chimique du génome mitochondrial, ou de l'ensemble complet de gènes, et de son association à la maladie humaine.

Au début des années 80, les scientifiques en Angleterre ont exécuté l'exploit alors-Herculéen d'ordonnancer le génome mitochondrial humain complet. Le génome s'est composé de 16.568 paires de bases, ou d'éléments, d'ADN et a codé 37 gènes contigus.

D'ici 1996, la technologie neuve a porté l'opportunité neuve. Les scientifiques avec la compagnie Affymetrix dans Santa Clara, Californie ont développé la première puce ADN de ordonnancement mitochondriale. Rugueux la taille d'un quart, la puce de silicium avait lithographique recuit à elle jusqu'à 135.000 courts, les morceaux rangés de la séquence d'ADN qui, collectivement, ont enjambé la majeure partie d'une monocaténaire d'ADN mitochondrial.

La frite a exploité le fait que l'ADN existe naturellement comme molécule bicaténaire. En recueillant l'ADN mitochondrial et en le divisant en morceaux courts et monocatenaires, les scientifiques ont prouvé que chaque morceau appareillerait, ou hybriderait, avec sa séquence complémentaire rangée sur la frite. Par analogie brute, chaque morceau est comme un seul aimant ce des bâtons à son image retournée.

Mais si l'ADN extrait contient des mutations ou d'autres variations de la séquence consensus normale recuite à la frite, les morceaux avec ces modifications sembleraient anormaux aux programmes particulièrement conçus de logiciel qui ont affiché la frite. Les logiciels afficheront non seulement l'identité des bases prévues de l'ADN dans une « base appelée de processus appelant » mais de ceux des variations.

La frite d'Affymatrix a activé des laboratoires au resequence le génome mitochondrial beaucoup plus rapidement que les stratégies manuelles et robotisées traditionnelles. Juste comme d'une manière primordiale, comme un iPod pour le mélomane, la frite a servi de plate-forme technique grande aux laboratoires pour personnaliser des choix davantage adaptés à leurs intérêts de recherches.

En 2004, M. Anirban Maitra et ses collègues chez Johns Hopkins ont fait exact cela avec le MitoChip v1.0. En plus des innovations techniques d'essentiel qui ont énormément amélioré le régime et la vitesse de la frite, le v1.0 marqué la première puce ADN resequencing mitochondriale conçue comme outil de dépistage potentiel pour le cancer. « Avec l'ADN mitochondrial, il y a un avantage de masse, » a dit M. Anirban Maitra, un auteur sur le papier de ce mois dont la recherche est supportée par l'Institut national du cancer du NIH. « Alors que l'ADN nucléaire contient juste deux copies de chaque gène, il y a littéralement des centaines de mitochondries en la plupart des cellules. Si vous examinez la salive ou d'autres fluides corporels avec un numéro limité des cellules pour analyser, l'ADN mitochondrial vous donne davantage au travail avec et à une meilleure possibilité de trouver les mutations qui pourraient être associées à un cancer se développant. »

M. Maitra a dit qu'en dépit des 96 pour cent du Mitochip originel le taux de succès affectant la base appelle, là était matière à amélioration. Abouti par le jeu rouleau-tambour. Shaoyu Zhou et Keyaunoosh Kassauei, le groupe de Hopkins ont pavé ensemble le MitoChip v2.0 rapporté en tourillon de ce mois de la diagnose moléculaire. Il a fourni essentiellement le même taux de succès de base-appel que son prédécesseur, a montré près de la reproductibilité parfaite dans des expériences repliées, et a trouvé plus de variations que la frite de première génération.

Comme épreuve de principe, le Mitochip v2.0 a également trouvé 31 variations de la D-boucle de non-codage de 14 tête et d'échantillons de tumeur de col. Été comprises dans ce comptage ont plusieurs mutations qui sont probablement instructives de la maladie.

« La chose intéressante réelle n'est personne a pu étudier cette altération de D-boucle très bien, » a dit que Califano « elles se produisent clairement en cellules tumorales, et il y a un certain type de choix pour elles. Mais il a été difficile de savoir leur signification fonctionnelle. Maintenant, vous pouvez ordonnancer la boucle D Tellement promptement et commencer à examiner plus dur pour des associations dans certains cancers. »