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DNA mitocondrial que ordena la herramienta actualizada

Las herramientas de alta tecnología del laboratorio, como las computadores, se ponen al día a menudo público mientras que sus capacidades analíticas se despliegan. En la aplicación de septiembre el gorrón de diagnósticos moleculares, los concesionarios de NIH denuncian que han desarrollado una segunda generación “laboratorio en un chip de silicio” llamado el MitoChip v2.0 que por primera vez rápidamente y seguro ordena toda la DNA mitocondrial.

Las mitocondrias, los organelos de la producción de energía que mueven por motor nuestras células, son únicas porque se equipan de sus propias instrucciones genéticas distintas de la DNA salvada en el núcleo de célula.

Los autores dicen que su viruta de la completo-serie será una herramienta dominante en la investigación acelerante sobre la DNA mitocondrial, una superficie creciente del interés científico. Este interés proviene los datos que sugieren que las variaciones y/o las mutaciones de la serie natural en la DNA mitocondrial de cada persona podrían ser biológico informativas en los campos tan diversos como diagnósticos del cáncer, gerontología, y medecina legal criminal.

Según el Dr. José Califano, científico en la Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins en Baltimore y autor mayor en el papel, el MitoChip v2.0 mostró en sensibilidad de las manos de su grupo una mejor a ese su precursor para ordenar variaciones en muestras del cáncer de cabeza y cuello. El v2.0 también descubrió casi tres docena variaciones en el D-rizo de la no-codificación, de largo considerado ser una secuencia ningún - el hombre - aterrice y que el MitoChip original no incluyó.

“A este punto, no prevemos un MitoChip v3.0,” dijo a Califano, cuya investigación fue soportada por el instituto nacional del NIH de la investigación dental y craneofacial. “El v2.0 es una herramienta muy buena en que también hemos puesto en orden 500 de los haplotipos mas comunes - o agrupado las configuraciones de las variaciones sabidas de la DNA - depositados en la base de datos pública mitocondrial.”

Las mitocondrias son oblongas, rosca-como las estructuras dispersas en el citoplasma de la célula. Los centenares a los millares de mitocondrias existen en cada célula humana, ocupando hasta un cuarto de su citoplasma. Descrito a veces informal como “centrales eléctricas celulares,” las mitocondrias convierten los materiales orgánicos en el ATP, el dinero en circulación de la energía de la célula y sin qué vida cesaría.

Ya desde los años 20, los científicos destaparon pistas que las mitocondrias pudieron desempeñar un papel en causar el cáncer. Pero como la otra DNA en el núcleo de célula, los científicos faltaron las herramientas necesarias de la investigación en la mayor parte del siglo XX para estudiar sistemáticamente la composición química del genoma mitocondrial, o el equipo completo de genes, y de su asociación a la enfermedad humana.

En el principios de los 80, los científicos en Inglaterra realizaron la hazaña entonces-Hercúlea de ordenar el genoma mitocondrial humano completo. El genoma consistió en 16.568 pares bajos, o unidades, de la DNA y codificó 37 genes contiguos.

En 1996, la nueva tecnología trajo nueva oportunidad. Los científicos con la compañía Affymetrix en Santa Clara, California desarrollaron el primer microarray de secuencia mitocondrial. Áspero la talla de un cuarto, el chip de silicio litográfico había destemplado a ella hasta 135.000 cortos, las brocas puestas en orden de la serie de la DNA que, atravesaron colectivamente la mayor parte de un único cabo de la DNA mitocondrial.

La viruta explotó el hecho de que la DNA existe naturalmente como molécula doble-trenzada. Recolectando la DNA mitocondrial y rompiéndola en brocas cortas, de una sola fila, los científicos mostraron que cada broca emparejaría, o cruzaría por hibridación, con su serie complementaria puesta en orden en la viruta. Por analogía cruda, cada broca es como un imán único ese bastones a su imagen de espejo.

Pero si la DNA extraída contiene mutaciones u otras variaciones de la serie de consenso estándar destemplada a la viruta, las brocas con esos cambios aparecerían anormales a los programas especialmente diseñados de los programas informáticos que leyeron la viruta. Los programas informáticos leerán no sólo la identidad de las bases previstas de la DNA en un proceso llamado “base que llama” pero de las de las variaciones.

La viruta de Affymatrix habilitó laboratorios al resequence el genoma mitocondrial mucho más rápidamente que las estrategias manuales y automatizadas tradicionales. Apenas como importantemente, como un iPod para el amante de la música, la viruta sirvió como la plataforma tecnológica amplia para que los laboratorios modifiquen las matrices para requisitos particulares adaptadas más a sus intereses de la investigación.

En 2004, el Dr. Anirban Maitra y sus colegas en Johns Hopkins hicieron exactamente eso con el MitoChip v1.0. Además de las innovaciones técnicas esenciales que perfeccionaron sumamente el índice y la velocidad de la viruta, el v1.0 marcó el primer microarray resequencing mitocondrial diseñado como herramienta potencial de la investigación para el cáncer. “Con la DNA mitocondrial, hay una ventaja en masa,” dijo al Dr. Anirban Maitra, autor en el papel de este mes cuya investigación es soportada por el Instituto Nacional del Cáncer del NIH. “Mientras que la DNA nuclear contiene apenas dos copias de cada gen, hay literalmente centenares de mitocondrias en la mayoría de las células. Si usted está revisando la saliva u otros líquidos corporales con un número limitado de células para analizar, la DNA mitocondrial le da más al trabajo con y a una mejor ocasión de descubrir las mutaciones que se pudieron asociar a un cáncer que se convertía.”

El Dr. Maitra dijo que a pesar del 96 por ciento del Mitochip original el índice de éxito que destina la base llama, allí era margen de mejora. Llevado por la DRS. Shaoyu Zhou y Keyaunoosh Kassauei, el grupo de Hopkins cobbled juntos el MitoChip v2.0 denunciado en el gorrón de este mes de diagnósticos moleculares. Rindió esencialmente el mismo índice de éxito del base-lamamiento que su precursor, mostró cerca de reproductibilidad perfecta en experimentos replegados, y descubrió más variaciones que la viruta de primera generación.

Como prueba del principio, el Mitochip v2.0 también descubrió 31 variaciones en el D-rizo de la no-codificación de 14 culata de cilindro y de muestras del tumor del cuello. Fueron incluidas en esta anotación varias mutaciones que son posiblemente informativas de la enfermedad.

“La cosa interesante real no es nadie ha podido estudiar estos cambios del D-rizo muy bien,” dijo que Califano “ellos ocurre sin obstrucción en células del tumor, y hay algún tipo de proceso de selección para ellas. Pero su significación funcional ha sido dura de saber. Ahora, usted puede ordenar el rizo de D tan fácilmente y comenzar a observar más difícilmente para las asociaciones en ciertos cánceres.”