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Cuando es biológico el beso de las moléculas, una nueva clase de biosensor puede informar

Un nuevo y técnica simple ha sido desarrollado engañoso por los químicos en la Universidad de Vanderbilt que puede medir las acciones recíprocas entre la flotación libre, las moléculas biológicas sin etiqueta incluyendo las proteínas, los azúcares, los anticuerpos, la DNA y el ARN.

Ésa es exacto la clase de capacidad necesaria para capitalizar en las nuevas avenidas de la investigación que han sido abiertas por los 15 año-más esfuerzo de ordenar el genoma humano. La DNA es la heliografía de todas las criaturas vivas. Pero, apenas pues la heliografía de un edificio es mucho más simple que la estructura real, la DNA es tan también lejos más simple que la miríada de las moléculas que componen cuerpos vivos. Como consecuencia, los científicos necesitan nuevos métodos potentes estudiar el comportamiento real de todas estas moléculas, determinado cómo trabajan juntos.

El nuevo método se llama interferometría de la retrodispersión (BSI). Brillando un laser rojo tenga gusto de ésos utilizados en analizadores del código de barras en un compartimiento microscópico, líquido-llenado donde están mezcladas dos clases de moléculas, el instrumento puede medir la fuerza con la cual reaccionan, incluso cuando las acciones recíprocas son extremadamente débiles. De hecho, investigador tienen demostrado que es bastante sensible detectar el proceso del plegamiento de proteína, señalan en la aplicación de Sept. del 21, 2007 la Ciencia del gorrón.

Las “acciones recíprocas Moleculares son el mismo corazón de la biología,” dice al Profesor de la Química Darryl J. Bornhop, que dirigió el proceso de desarrollo de 12 años.

Los “Productos Farmacéuticos dependen de reacciones entre las proteínas y las pequeñas moléculas o entre los pares de proteínas o entre las acciones recíprocas entre el ARN y la DNA o los pares de moléculas de la DNA. Tan la capacidad de medir cómo suceso ésa es muy ventajosa.”

Las piezas del equipo de investigación de Bornhop son estudiantes doctorales Joey Latham y Dmitry del poste De Markov; estudiante de tercer ciclo Amanda Kussrow; Henrik Sorenson, que ahora está en el Laboratorio Nacional de Risø en Dinamarca; y Socio de Investigación Mayor Richard Jones.

El método representa totalmente una nueva aplicación de la interferometría, una técnica potente que combine la luz de fuentes múltiples para hacer mediciones exactas. La Interferometría se utiliza en todo de astronomía a la olografía a las encuestas geodésicas a la navegación de inercia.

El equipo requerido para el nuevo biosensor es asombrosamente modesto: un laser del helio-neón tiene gusto de ésos utilizados en analizadores del colmado, un espejo, un detector del CCD como ésos usados en cámaras digitales y una viruta microfluidic de cristal especial. La viruta contiene un canal cerca de un quincuagésimo la talla de un cabello humano. Hay una “Y” en un extremo que permita que los investigadores inyecten dos soluciones simultáneamente, cada uno que contiene una diversa clase de molécula. Es seguido por una sección serpentina que mezcle los dos.

Finalmente, hay una sección derecha de la observación donde se miden las acciones recíprocas. Un de rayo láser unfocused se dirige a través del canal a este punto. El haz es de adelante hacia atrás reflejado dentro del canal cerca de 100 veces. Cada vez que el haz luminoso pulso el canal algo de la luz es salvaguardia transmitida al espejo donde se dirige al detector. Allí forma una línea de alternar pálida y de manchas oscuras llamadas un modelo de interferencia.

Resulta que el modelo de interferencia es muy sensible a lo que están haciendo las moléculas. Si las moléculas comienzan a adherir juntas, por ejemplo, el modelo comienza a desviarse. Cuanto más fuerte es la fuerza de enlace entre las moléculas, más grande es la rotación. Esto permite que el sistema mida las fuerzas de la acción recíproca que varían un millón-doblez. Eso incluye el rango entero de las fuerzas de enlace encontradas en sistemas vivos.

La razón los trabajos del sistema sigue siendo tan bien algo de un misterio. Los investigadores saben que responde a los cambios minuciosos en índice de refracción, que es una dimensión de cómo rápidamente la luz viaja a través del líquido en el compartimiento comparado a su velocidad en un vacío. Sospechan que tiene que hacer con el cambio en las moléculas de agua que revisten la superficie de las proteínas: Cuando dos proteínas reaccionan exprimen las moléculas de agua fuera del área donde vinculan. Esta dislocación cambia la densidad del líquido ligeramente que, a su vez, altera su índice de refracción.

El BSI tiene algunas ventajas potenciales del costo comparadas a las técnicas actuales. “El precio del equipo requerido para el BSI es modesto y el sistema entero podría ser miniaturizado fácilmente e integrado con “el laboratorio en una viruta” sistemas,” dice Bornhop. Es también fácil adaptarse para la operación de la alto-producción: tramitando centenares o millares de diversas muestras al mismo tiempo, él dice.

Vanderbilt ha solicitado y ha recibido dos patentes en el proceso y tiene varias otras patentes pendientes. La universidad ha publicado una licencia exclusiva de desarrollar la tecnología a Molecular Sensing, Inc. Bornhop es uno de los fundadores del lanzamiento y sirve como su principal científico. La compañía proyecta en la realización de un sistema de prototipo esta caída.

http://www.vanderbilt.edu/