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L'Université de Harvard reçoit la concession de $3.5M pour développer la technique de microscopie de superbe-définition

Une équipe à l'institut de Wyss pour le bureau d'études biologiquement inspiré à l'Université de Harvard a été attribuée une concession $3,5 millions spéciale des instituts de la santé nationaux (NIH) pour développer une méthode neuve peu coûteuse et facile à utiliser de microscopie de repérer simultanément beaucoup de composantes minuscules des cellules.

La concession, appelée une récompense transformative de recherches, fait partie d'une initiative de NIH pour financer le haut risque, recherche de haut-récompense, et en 2013 l'agence a financé juste 10 de ces projets nationalement.

La méthode basée sur ADN de microscopie a pu potentiellement mener aux voies neuves de diagnostiquer la maladie en discernant les cellules en bonne santé et malades basées sur les petits groupes moléculaires sophistiqués. Elle pourrait également aider des scientifiques à découvrir comment les composantes des cellules mènent à bien leurs travaux à l'intérieur de la cellule.

« Si vous voulez étudier la physiologie et la maladie, vous voulez voir comment les molécules fonctionnent, et il est important de les voir dans leurs environnements indigènes, » a dit Peng Yin, Ph.D., un membre de la faculté de faisceau à l'institut de Wyss et professeur adjoint de la biologie de systèmes à la Faculté de Médecine de Harvard. Yin aboutira le projet, et il collaborera avec Samie Jaffrey, M.D., Ph.D., un professeur de la pharmacologie à la faculté de médecine de Weill Cornell, et Ralf Jungmann, Ph.D., un chercheur post-doctoral dans le laboratoire d'institut de Wyss de Yin, notamment.

Les biologistes ont utilisé des microscopes pour indiquer comment les structures minuscules à l'intérieur des cellules les étayent et les aident pour déménager, reproduisent, activent des gènes, et beaucoup plus. Mais bien que les générateurs de microscope aient rectifié la technologie pendant des siècles pour obtenir des images de jamais-clearer, ils ont été limités par les lois de la physique. Quand deux objectifs sont plus proches qu'environ 0,2 micromètres, ou environ un cinq-centième la largeur des cheveux, les scientifiques peuvent plus ne les discerner utilisant les photomicroscopes traditionnels. Comme résultat, le spectateur voit une goutte trouble où en réalité il y a deux objectifs. Ceci se produit à cause de la voie les rayons que légers courbent autour des objectifs, et est connu comme limite de diffraction.

Les molécules telles que les enzymes, les récepteurs, l'ARN et l'ADN qui effectuent la majeure partie du travail de la cellule sont en général bien plus petites que 0,2 micromètres, et pour les concevoir, des microscopistes ont lutté pour surmonter la limite de diffraction. Elles ont développé plusieurs méthodes intelligentes qui accomplissent ceci, mais certains d'entre elles exigent les microscopes spéciaux qui tendent à être très chers, et d'autres exigent des procédures encombrantes. Ce qui est plus, les méthodes d'aujourd'hui peuvent seulement indiquer une poignée de substance distincte de molécule à la fois, et les images demeurent plus blurrier que beaucoup de scientifiques comme.

L'équipe institut Institut de Wyss planification pour surmonter ces défis en combinant des techniques d'imagerie d'unique-molécule avec les outils moléculaires de la nanotechnologie d'ADN. Suivre une technique d'imagerie DNA-PAINT appelé, ils ont produit la soi-disant « encre en poudre échoue » en étiquetant des petits morceaux d'ADN avec une teinture fluorescente. Chacune de ces boucles d'encre en poudre grippe transitoirement à un brin d'ADN assorti qui est fixé à une molécule-cible, qui effectue l'objectif sembler clignoter. Un tel clignotement, une fois fait convenablement, permet à des scientifiques de battre la limite de diffraction et d'obtenir des images net des objectifs qu'autrement possibles.

« La chose puissante au sujet d'employer l'ADN se situe dans sa programmabilité étonnante, » Yin a dit. « Nous planification pour employer que capacité pour effectuer des molécules en cellules clignoter d'une voie programmable et autonome. Ceci nous permettra de voir les choses qui étaient précédemment invisibles. »

L'équipe de Yin se spécialise en employant l'ADN pour effectuer des nanostructures synthétiques programmables. Il y a deux semaines, le National Science Foundation a attribué l'équipe et leurs collègues une expédition prestigieuse en calculant la récompense aux systèmes synthétiques du technicien ADN avec le comportement et les fonctionnements moléculaires programmables. La récompense transformative de recherches de NIH leur permettra d'employer l'ADN pour programmer la lumière de clignotement pour produire des images moléculaires et cellulaires d'ultrasharp pour la recherche biomédicale.

« Jusqu'à nous pouvons concevoir beaucoup de composantes moléculaires des cellules clairement et simultanément, nous pouvons seulement effectuer des suppositions éclairées au sujet de la façon dont ils s'associent pour effectuer leurs rôles biologiques complexes, » avons dit directeur de fondation Don Ingber, M.D. d'institut de Wyss, Ph.D. « je suis confiant que l'approche peu coûteuse neuve de Peng à la microscopie de superbe-définition transformera l'horizontal de la recherche biomédicale, et mène à la diagnose neuve qui repèrent la maladie plus tôt et avec la grande précision. »