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DNA mitocondriale che ordina strumento aggiornato

Gli strumenti alta tecnologia del laboratorio, come i computer, sono aggiornati spesso pubblicamente mentre le loro capacità analitiche si espandono. Nell'edizione di settembre del giornale dei sistemi diagnostici molecolari, i beneficiari di NIH riferiscono che hanno sviluppato una seconda generazione “laboratorio su un chip di silicio„ chiamato il MitoChip v2.0 che per la prima volta rapido ed attendibilmente ordina tutto il DNA mitocondriale.

I mitocondri, gli organelli di produttore d'energia che alimentano le nostre celle, sono unici perché sono forniti delle loro proprie istruzioni genetiche distinte dal DNA memorizzato nel nucleo delle cellule.

Gli autori dicono che il loro chip di interamente sequenza sarà uno strumento chiave nella ricerca accelerante su DNA mitocondriale, una zona produttrice di interesse scientifico. Questo interesse proviene dai dati che suggeriscono che le variazioni e/o le mutazioni di sequenza naturale in DNA mitocondriale di ogni persona potrebbero essere biologicamente informative nei campi diversi quanto i sistemi diagnostici del cancro, la gerontologia e la dialettica criminale.

Secondo il Dott. Joseph Califano, uno scienziato alla scuola di medicina di Johns Hopkins University a Baltimora ed autore senior sul documento, il MitoChip v2.0 ha indicato sensibilità delle mani del suo gruppo nella migliore che il suo predecessore per ordinare le variazioni nei campioni di collo e capo del cancro. Il v2.0 egualmente ha individuato le quasi tre dozzina variazioni nel D-ciclo di non codifica, lungamente considerato come un uomo d'ordinamento del NO- - sbarchi e che il MitoChip originale non ha incluso.

“A questo punto, non prevediamo un MitoChip v3.0,„ ha detto Califano, di cui la ricerca è stata supportata dall'istituto nazionale del NIH della ricerca dentaria e Craniofacial. “Il v2.0 è uno strumento molto buon in quanto egualmente abbiamo allineato 500 degli aplotipi più comuni - o raggruppato i reticoli delle variazioni conosciute del DNA - contati nel database pubblico mitocondriale.„

I mitocondri sono strutture oblunghe e del tipo di thread disperse in tutto il citoplasma delle cellule. Le centinaia a migliaia di mitocondri esistono in ogni cellula umana, occupante fino ad un quarto del loro citoplasma. Descritto a volte senza formalità come “centrali elettriche cellulari,„ i mitocondri convertono i materiali organici in trifosfato di adenosina, la valuta dell'energia delle cellule e senza quale vita cesserebbe.

Fin dagli anni 20, gli scienziati hanno scoperto le bugne che i mitocondri potrebbero svolgere un ruolo nel causare il cancro. Ma come l'altro DNA nel nucleo delle cellule, gli scienziati mancavano degli strumenti necessari della ricerca in tutto la maggior parte dello XX secolo per studiare sistematicamente la composizione chimica del genoma mitocondriale, o dell'insieme completo dei geni e della sua associazione alla malattia umana.

Nell'inizio degli anni 80, gli scienziati in Inghilterra hanno eseguito l'abilità allora Erculea di ordinamento del genoma mitocondriale umano completo. Il genoma ha consistito di 16.568 coppie di basi, o delle unità, di DNA ed ha codificato 37 geni attigui.

Da ora al 1996, la nuova tecnologia ha rappresentato la nuova occasione. Gli scienziati con la società Affymetrix a Santa Clara, California hanno sviluppato il primo microarray d'ordinamento mitocondriale. Approssimativamente la dimensione di un quarto, il chip di silicio litografico aveva temprato a fino a 135.000 brevi, bit allineati della sequenza del DNA che, hanno misurato collettivamente la maggior parte di singolo filo di DNA mitocondriale.

Il chip ha sfruttato il fatto che il DNA esiste naturalmente come molecola a doppia elica. Riunendo il DNA mitocondriale e rompendolo nei brevi, bit unico incagliati, gli scienziati hanno indicato che ogni bit avrebbe accoppiato, o avrebbe ibridato, con la sua sequenza complementare allineata sul chip. Dall'analogia grezza, ogni bit è come un magnete unico quel bastoni alla sua immagine di specchio.

Ma se il DNA estratto contiene le mutazioni o altre variazioni dalla sequenza di consenso standard temprata al chip, i bit con quei cambiamenti sembrerebbero anormali ai programmi di software specialmente progettati che hanno letto il chip. I programmi leggeranno non solo l'identità delle basi previste di DNA in un trattamento chiamato “base che chiama„ ma di quelle delle variazioni.

Il chip di Affymatrix ha permesso ai laboratori al resequence il genoma mitocondriale molto più velocemente delle strategie manuali e automatizzate tradizionali. Appena come d'importanza, come un iPod al mante della musica, il chip ha servito da vasta piattaforma tecnologica affinchè i laboratori personalizzi le schiere di più adattate ai loro interessi della ricerca.

Nel 2004, il Dott. Anirban Maitra ed i suoi colleghi a Johns Hopkins hanno fatto esattamente quello con il MitoChip v1.0. Oltre alle innovazioni tecniche di nocciolo che hanno migliorato notevolmente la tariffa e la velocità del chip, il v1.0 ha tracciato il primo microarray resequencing mitocondriale progettato come strumento potenziale della selezione per cancro. “Con DNA mitocondriale, c'è un vantaggio di massa,„ ha detto il Dott. Anirban Maitra, un autore sul documento di questo mese di cui la ricerca è supportata dall'istituto nazionale contro il cancro del NIH. “Mentre il DNA nucleare contiene appena due copie di ogni gene, ci sono letteralmente centinaia di mitocondri nella maggior parte delle celle. Se state schermando la saliva o altri liquidi corporei con un numero limitato delle celle per analizzare, il DNA mitocondriale vi dà di più a lavoro con e ad una migliore probabilità di rilevazione delle mutazioni che potrebbero essere associate con un cancro di sviluppo.„

Il Dott. Maitra ha detto che malgrado i 96 per cento del Mitochip originale l'indice di successo che definisce la base chiama, là era stanza per miglioramento. Piombo da DRS. Shaoyu Zhou e Keyaunoosh Kassauei, il gruppo di Hopkins cobbled insieme il MitoChip v2.0 riferito in giornale di questo mese dei sistemi diagnostici molecolari. Ha reso essenzialmente lo stesso indice di successo di base-chiamata del suo predecessore, ha mostrato vicino alla riproducibilità perfetta negli esperimenti ripiegati ed ha individuato le più variazioni che il chip di prima generazione.

Come prova del principio, il Mitochip v2.0 egualmente ha individuato la 31 variazione nel D-ciclo di non codifica di 14 testa e dei campioni del tumore del collo. Sono state incluse in questo controllo parecchie mutazioni che possibilmente sono informative della malattia.

“La cosa interessante reale è nessuno ha potuta studiare molto bene queste alterazioni del D-ciclo,„ ha detto che Califano “essi si presenta chiaramente in celle del tumore e c'è un certo tipo di procedura di selezione per loro. Ma il loro significato funzionale è stato duro da sapere. Ora, potete ordinare così prontamente il ciclo di D e cominciare a guardare più duro per le associazioni in determinati cancri.„