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Quando biológico o beijo das moléculas, um tipo novo do biosensor pode dizer

Um novo e técnica simples foi desenvolvido deceptively por químicos na Universidade de Vanderbilt que pode medir as interacções entre a livre-flutuação, as moléculas biológicas sem etiqueta que incluem proteínas, os açúcares, os anticorpos, o ADN e o RNA.

Aquele é precisamente o tipo da capacidade necessário a capitalizar nas avenidas novas da pesquisa que foram abertas pelos 15 ano-mais o esforço para arranjar em seqüência o genoma humano. O ADN é o modelo de todas as criaturas vivas. Mas, apenas porque o modelo de uma construção é muito mais simples do que a estrutura real, tão demasiado o ADN é distante mais simples do que a miríade das moléculas que compo corpos vivos. Em conseqüência, os cientistas precisam métodos novos poderosos de estudar o comportamento real de todas estas moléculas, particularmente como trabalham junto.

O método novo é chamado para trás-dispersar a interferometria (BSI). Brilhando um laser vermelho goste daqueles usados em varredores do código de barras em uma câmara microscópica, líquido-enchida onde dois tipos das moléculas sejam misturados, o instrumento pode medir a força com que reagem, mesmo quando as interacções são extremamente fracas. De facto, pesquisador têm demonstrado que é sensível bastante detectar o processo de dobradura de proteína, relatam na introdução Sept. do 21, 2007 da Ciência do jornal.

“As interacções Moleculars são o coração mesmo da biologia,” diz o Professor da Química Darryl J. Bornhop, que dirigiu o processo de revelação de 12 anos.

Os “Fármacos dependem das reacções entre proteínas e moléculas pequenas ou entre pares de proteínas ou entre interacções entre o RNA e o ADN ou pares de moléculas do ADN. Assim a capacidade para medir como aquela acontece é muito vantajosa.”

Os membros da equipa de investigação de Bornhop são estudantes doutorais Joey Latham e Dmitry Markov do cargo; aluno diplomado Amanda Kussrow; Henrik Sorenson, que está agora no Laboratório Nacional de Risø em Dinamarca; e Investigador Associado Superior Richard Jones.

O método representa inteiramente uma nova aplicação da interferometria, uma técnica poderosa que combine a luz das fontes múltiplas para fazer medidas precisas. A Interferometria é usada em tudo da astronomia à holografia às avaliações geodésicas à navegação com inércia.

O equipamento exigido para o biosensor novo é surpreendentemente modesto: um laser do hélio-néon gosta daqueles usados em varredores da mercearia, em um espelho, em um detector do CCD como aqueles usados nas câmaras digitais e em uma microplaqueta microfluidic de vidro especial. A microplaqueta contem um canal aproximadamente um quinquagésimo o tamanho de um cabelo humano. Há um “Y” em uma extremidade que permite que os pesquisadores injectem duas soluções simultaneamente, cada um que contem um tipo diferente da molécula. É seguido por uma secção serpentina que misture os dois.

Finalmente, há uma secção recta da observação onde as interacções sejam medidas. Um raio laser unfocused é dirigido através do canal neste momento. O feixe é para a frente e para trás refletido dentro do canal aproximadamente 100 vezes. Cada vez que o feixe luminoso golpeia o canal alguma da luz é apoio transmitido ao espelho onde se dirige ao detector. Lá forma uma linha de alternar clara e de pontos escuros chamados um teste padrão de interferência.

Despeja que o teste padrão de interferência é muito sensível ao que as moléculas estão fazendo. Se as moléculas começam a colar junto, por exemplo, o teste padrão começa a deslocar. Mais forte a força obrigatória entre as moléculas, maior a SHIFT. Isto permite que o sistema meça as forças da interacção que variam uma milhão-dobra. Isso inclui a escala inteira das forças obrigatórias encontradas em sistemas vivos.

A razão os trabalhos do sistema é tão bem ainda algo de um mistério. Os pesquisadores sabem que responde às mudanças minúsculas no deslocamento predeterminado de refracção, que é uma medida de como rapidamente a luz viaja através do líquido na câmara comparada a sua velocidade em um vácuo. Suspeitam que tem que fazer com o rearranjo nas moléculas de água que cobrem a superfície das proteínas: Quando duas proteínas reagem espremem as moléculas de água fora da área onde ligam junto. Este deslocamento muda a densidade do líquido ligeira que, por sua vez, altera seu deslocamento predeterminado de refracção.

O BSI tem algumas vantagens potenciais do custo comparadas às técnicas actuais. “O preço do equipamento exigido para o BSI é modesto e o sistema inteiro poderia facilmente ser miniaturizado e integrado com “o laboratório em uma microplaqueta” sistemas,” diz Bornhop. É igualmente fácil adaptar-se para a operação da alto-produção: processando centenas ou milhares de amostras diferentes ao mesmo tempo, diz.

Vanderbilt aplicou-se para e recebeu-se duas patentes no processo e tem diversas outras patentes pendentes. A universidade emitiu uma licença exclusiva desenvolver a tecnologia a Molecular Sensing, Inc. Bornhop é um dos fundadores da partida e serve como seu cientista principal. A empresa planeia em terminar um sistema de protótipo esta queda.

http://www.vanderbilt.edu/