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Científicos para correlacionar bacterias mortíferas en tres dimensiones

Un científico resbala en un par de cristales tridimensionales plásticos y de una criatura multi-armada azul imposible -- una derecha de la imagen fuera de una película del horror de la ciencia ficción -- parece saltar de la pantalla de ordenador en el laboratorio.

Pero ésta no es la ninguna fantasía del director de película. La imagen del horror es real.

La “criatura misteriosa” es de las bacterias mortales del ántrax -- específicamente uno de sus proteínas. Los científicos en la Facultad de Medicina de Feinberg de la Universidad Northwestern están correlacionando las partes de las bacterias mortíferas en tres dimensiones, exponiendo un retrato químico nuevo y íntimo del asesino biológico hacia abajo a sus mismos átomos. Esta vista de la enfermedad ofrecerá a los científicos que diseñan las drogas un orificio fresco en las vulnerabilidades de las bacterias, y les permite así crear las drogas para incapacitar lo o vacunas para prevenirlo.

El ántrax es apenas el principio. La escuela de Feinberg está dirigiendo un proyecto nacional ambicioso que correlacione una galería de granujas de 375 proteínas de enfermedades infecciosas mortales durante los cinco años próximos. Está siendo financiada por un contrato $31 millones del instituto nacional de la alergia y de las enfermedades infecciosas, parte de los institutos de la salud nacionales. La rentabilidad podía ser una ola de nuevo remedio para limpiar fuera algunos de los látigos peores para infectar nunca la raza humana.

“El concepto es bastante simple,” dijo a Wayne Anderson, que está llevando el proyecto nacional en el nuevo centro de la escuela de Feinberg para la genómica estructural de enfermedades infecciosas. “Si usted tiene un cierre y una llave y usted no conocen lo que parece tampoco uno, cómo usted los diseñará para ajustar junto el "" el cierre es la metáfora de Anderson para la enfermedad; la llave es la droga o la vacuna que se deslizarán dentro de su estructura atómica y la destruirán.

Para imaginar donde lanzar el equivalente de la substancia química de una llave inglesa en la célula del ántrax -- y otros --Anderson correlacionará las proteínas dominantes las aplicaciones de las bacterias de hacer su trabajo.

“Veremos lo que parecen las proteínas y vemos lo que necesitan para crecer así que los científicos pueden utilizar esta información para diseñar las drogas para eliminar las,” Anderson explicada, profesor de la farmacología molecular y de la química biológica. “Puede ser que observemos una proteína que copia los virus o el genoma de las bacterias así que puede infectar a gente. Si podemos encontrar una substancia química para pararla del trabajo, previene el virus de la infección que se reproduce y que se extiende.”

Las proteínas en su laboratorio, a propósito, no son capaces de accionar una enfermedad infecciosa. “Usted necesita el virus real o las bacterias para ese,” Anderson dijo.

La galería de Anderson será llenada eventual de los retratos genéticos no-tan-bonitos de proteínas de la plaga, del cólera, de la rabia, del virus del Nilo del oeste, de la encefalitis viral y del Ebola, apenas para nombrar algunos. Él también observará enfermedades nuevamente emergentes e infecciones drogorresistentes. Sus personas -- cuál incluye a investigadores en siete otras instituciones -- agitará fuera las estructuras atómicas tridimensionales por lo menos de 75 proteínas de la enfermedad al año y asentará rápidamente sus descubrimientos en un Web site especial para los científicos que pueden utilizar inmediatamente la información para trabajar en las nuevas drogas.

Este mega-asalto en estas enfermedades a tal velocidad dizzying, hablando científico, representa un movimiento tectónico en cómo los investigadores están atacando enfermedades infecciosas.

Hasta ahora, farmacólogos moleculares -- la gente que diseña nuevo remedio -- tuvo que trabajar en un paso mucho más lento porque él tenía acceso a solamente una imagen de la proteína de una enfermedad al mismo tiempo.

La nueva tecnología avanzada ha acelerado el proceso. “Ahora estamos pasando a través del genoma y estamos encontrando 100 proteínas del las bacterias,” Anderson explicada. “Estamos observando de éstos y estamos ofreciendo la información así que los científicos pueden observar más que uno a la vez.”

Para obtener estas proteínas inusuales para su “foto de Op. Sys.,” Anderson primero tiene que crecerlas en cristales. Algunos pasos de su oficina son el “cuarto de niños,” donde cientos de miles de cristales virales y bacterianos de la proteína crecen en qué se asemejan a las bandejas miniatura del hielo-cubo. Las bandejas se empilan en incubadoras gigantes para guardar las proteínas en su temperatura preferida.

Porque Anderson nunca está segura qué ambiente producirá un cristal -- algunas proteínas prefieren más acidez o la salan que otras, él intentan centenares de diversas recetas para cada uno.

La visión de estas proteínas hacia abajo a la ordenación de sus átomos requiere un haz de radiografía intenso. Uno de los pocos sitios en el país con esta tecnología es el sincrotrón enorme en el laboratorio nacional de Argonne. Del aire, el sincrotrón parece un carril interior. Y, de una manera, está. Los únicos rotores de turbina, sin embargo, son electrones que circundan el sincrotrón, que es real un polígono echado a un lado 40 un kilómetro alrededor. Mientras que los electrones se embalan alrededor del polígono, disparan de haces de radiografía intensos.

Trabajando con el equipo dentro de un special guía-emparedó la estación para protegerlos contra la radiación, científicos colocan un cristal de la proteína -- apenas 1/10 de un milímetro -- en el haz de radiografía del sincrotrón. Mientras que las radiografías dispersan del cristal, la configuración de difracción revela la situación de los electrones y de los átomos, un proceso de la proteína llamado cristalografía de la radiografía.

A principios de noviembre, la universidad pondrá en marcha un Web site, www.csgid.org, para los científicos que se especializan en diversos bacterias o virus, así que pueden explorar el filete del proyecto de enfermedades infecciosas y sugerir qué proteínas Anderson y sus colegas debe examinar. “Esperamos que consigamos sugerencias de gente en la comunidad científica,” dijo Anderson, que también es codirector del centro de investigación del noroeste del sincrotrón. “Su conocimiento puede ser una ayuda grande a nosotros porque cada las bacterias hacen millares de proteínas.” El Web site también será puesto al día contínuo para mostrar las proteínas nuevamente correlacionadas de los científicos.

“Esperamos que nuestro esfuerzo ponga la base para que las nuevas drogas traten o prevenir algunas de las enfermedades infecciosas peores para plagar nuestro país y el mundo,” Anderson dijo.