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La Universidad de Harvard recibe la concesión de $3.5M para desarrollar técnica de la microscopia de la estupendo-resolución

Han concedido las personas en el instituto de Wyss para la ingeniería biológico inspirada en la Universidad de Harvard una concesión especial $3,5 millones de los institutos de la salud nacionales (NIH) para desarrollar un nuevo método barato y fácil de usar de la microscopia observar simultáneamente muchos componentes minúsculos de células.

La concesión, llamada una recompensa transformativa de la investigación, es parte de una iniciativa de NIH para financiar de alto riesgo, investigación de la alto-recompensa, y en 2013 la dependencia financió apenas 10 de estos proyectos nacionalmente.

El método DNA-basado de la microscopia podía potencialmente llevar a las nuevas maneras de diagnosticar enfermedad distinguiendo las células sanas y enfermas basadas en los detalles moleculares sofisticados. Podría también ayudar a científicos a destapar cómo los componentes de la célula realizan su trabajo dentro de la célula.

“Si usted quiere estudiar la fisiología y la enfermedad, usted quiere ver cómo las moléculas trabajan, y es importante verlas en sus ambientes nativos,” dijo a Peng Yin, Ph.D., miembro del profesorado de la base en el instituto de Wyss y profesor adjunto de la biología de sistemas en la Facultad de Medicina de Harvard. Yin llevará el proyecto, y él colaborará con Samie Jaffrey, M.D., Ph.D., profesor de la farmacología en la universidad médica de Weill Cornell, y Rafael Jungmann, Ph.D., escolar postdoctoral en el laboratorio del instituto de Wyss de Yin, entre otros.

Los biólogos han utilizado los microscopios para revelar cómo las estructuras minúsculas dentro de las células las apoyan hacia arriba y les ayudan para moverse, reproducen, activan genes, y mucho más. Pero aunque los fabricantes del microscopio hayan afilado la tecnología durante siglos para conseguir imágenes del nunca-clarificante, han sido limitados por las leyes de la física. Cuando dos objetos están más cercanos que cerca de 0,2 micrómetros, o cerca de un cinco-centésimos la anchura de un cabello humano, los científicos pueden distinguirlos no más usando los microscopios livianos tradicionales. Como consecuencia, el espectador ve una gota borrosa donde en realidad hay dos objetos. Esto ocurre debido a la manera que los rayos livianos doblan alrededor de objetos, y se conoce como el límite de difracción.

Las moléculas tales como enzimas, receptores, ARN y DNA que hagan la mayor parte del trabajo de la célula son típicamente lejos más pequeñas de 0,2 micrómetros, y visualizarlos, los microscopistas han luchado para vencer el límite de difracción. Han desarrollado varios métodos listos que logran esto, pero algunos de ellos requieren los microscopios especiales que tienden a ser muy costosos, y otros requieren procedimientos incómodos. Cuál es más, los métodos de hoy pueden revelar solamente un puñado de especie distinta de la molécula al mismo tiempo, y las imágenes siguen siendo más borrosas que muchos científicos como.

El Wyss Instituto-llevó planes de las personas para vencer estos retos combinando métodos de la proyección de imagen de la único-molécula con las herramientas moleculares de la nanotecnología de la DNA. Usando un método de la proyección de imagen llamó DNA-PAINT, él creó el supuesto “toner trenza” marcando pequeños pedazos con etiqueta de DNA con un tinte fluorescente. Cada uno de estos cabos del toner ata transitorio a un cabo de igualación de la DNA que se sujete a una molécula del objetivo, que hace que el objetivo aparece centellar. Tal centelleo, cuando está hecho a la derecha, permite a científicos batir el límite de difracción y obtener las imágenes más nítidas de los objetivos que de otra manera posibles.

“La cosa potente sobre usar la DNA miente en su programabilidad asombrosa,” Yin dijo. “Proyectamos utilizar que capacidad para hacer que las moléculas en células centellan de una manera programable y autónoma. Esto permitirá que veamos las cosas que eran previamente invisibles.”

Las personas de Yin se especializan al usar la DNA para hacer nanostructures sintetizados programables. Hace dos semanas, el National Science Foundation concedió las personas y a sus colegas una expedición prestigiosa en recompensa que calculaba a los sistemas sintetizados de la DNA del ingeniero con comportamiento y funciones moleculares programables. La recompensa transformativa de la investigación de NIH permitirá que utilicen la DNA para programar la luz del centelleo para producir las imágenes moleculares y celulares del ultrasharp para la investigación biomédica.

“Hasta nosotros podemos visualizar muchos componentes moleculares de células sin obstrucción y simultáneamente, podemos hacer solamente suposiciones informadas sobre cómo team hacia arriba para realizar sus funciones biológicas complejas,” dijimos a director de fundación Don Ingber, M.D. del instituto de Wyss, Ph.D. “me siento confiado que la nueva aproximación barata de Peng a la microscopia de la estupendo-resolución transformará el paisaje de la investigación biomédica, y llevo a los nuevos diagnósticos que observan enfermedad anterior y con mayor exactitud.”