I ricercatori di UConn ordinano il RNA della maggior parte del gene complicato

I ricercatori di UConn hanno ordinato il RNA del gene più complicato conosciuto in natura, facendo uso di un sequenziatore tenuto in mano non più grande di un telefono cellulare.

Se il DNA è la cianografia di vita, il RNA è l'appaltatore di costruzione che lo interpreta, in modo da ordinare il RNA vi dice che cosa realmente sta accadendo dentro una cella.

Genomicists Brenton Graveley dall'istituto di UConn di genomica dei sistemi, dal collega postdottorale Mohan Bolisetty e dal dottorando Gopinath Rajadinakaran ha collaborato con le tecnologie con sede in Gran-Bretagna di Oxford Nanopore per indicare che il sequenziatore del nanopore del servo della società può ordinare i geni più veloci, migliore e molto ad un più a basso costo della tecnologia standard. Hanno pubblicato i loro risultati il 30 settembre nella biologia del genoma.

Se il vostro genoma fosse una libreria ed ogni gene fosse un libro, alcuni geni sarebbero diretti legge - ma alcuni sarebbero più simile “scelgono ad un romanzo della vostra propria avventura„. I ricercatori vogliono spesso conoscere quale versione del gene realmente è espressa nell'organismo, ma per i geni complicati di scegliere-vostro-proprio-avventura, che è stato impossibile.

Graveley, Bolisetty e Rajadinakaran hanno risolto il puzzle in due parti. Il primo era di trovare una migliore tecnologia d'ordinamento. Per ordinare un gene facendo uso di vecchia, tecnologia attuale, ricercatori in primo luogo fa i lotti delle copie di, facendo uso della stessa chimica il nostro uso degli organismi. Poi tagliano sulle copie a pezzi del gene nei pezzi minuscoli, leggono ogni pezzo minuscolo e poi, confrontando tutti i pezzi differenti, prova per capire come originalmente sono stati un. La tecnica munisce di cardini la probabilità che a pezzi non tutte le copie ottenute hanno tagliato esattamente su negli stessi pezzi. Imagine che guarda le scene diverse da un film, guastato. Se poi guardaste lo stesso film, ma incideste le scene ai posti leggermente differenti, potreste confrontare le due versioni e cominciare capire che le scene connettono a cui.

Quella tecnica non funzionerà per i geni di scegliere-vostro-proprio-avventura, perché se li copiate il modo l'organismo fa, facendo uso di RNA, ogni copia può essere leggermente - o molto - differente dal seguente. Tali versioni differenti dello stesso gene sono chiamate isoforme. Quando le isoforme differenti ottengono tagliate su ed ordinate, diventa impossible da confrontare esattamente i pezzi e da capire cui le versioni del gene voi hanno cominciato con.

Se il gene fosse un film, “non potreste dire che le scene 1 e 2 erano insieme presenti,„ Bolisetty dite.

Poi l'anno scorso, quasi l'impossibile è diventato improvvisamente possibile. Oxford Nanopore, una società basata nel Regno Unito, rilasciato il suo nuovo sequenziatore del nanopore e quello offerto al laboratorio di Graveley. Il sequenziatore del nanopore, chiamato un servo, funziona alimentando un singolo filo di DNA attraverso un poro minuscolo. Il poro può tenere soltanto cinque basi del DNA - “segna„ quella spiegazione con lettere i nostri geni - per volta. Ci sono quattro basi del DNA, G, A, T e C e 1.024 combinazioni possibili della cinque-base. Ogni combinazione crea una corrente elettrica differente nel nanopore. GGGGA fa una corrente differente che AGGGG, che è ancora differente che CGGGG. Alimentando il DNA attraverso il poro e registrando il segnale risultante, i ricercatori possono leggere la sequenza del DNA.

Per la seconda parte della soluzione, Graveley, Bolisetty e Rajadinakaran hanno deciso di andare grandi. Invece di ordinamento del tutto il gene vecchio di scegliere-vostro-proprio-avventura, hanno scelto più complesso quello conosciuto, la molecola di adesione cellulare 1 (Dscam1) di sindrome di Down, che gestisce i collegamenti del cervello nelle mosche di frutta. Dscam1 ha il potenziale di fabbricazione delle 38.016 isoforme possibili ed ogni mosca di frutta ha il potenziale di fare ognuno di loro, eppure quanto di queste versioni realmente sono fatti rimane sconosciuto.

Dscam1 assomiglia a questo: X-12-X-48-X-33-X-2-X, dove le x denotano le sezioni che sono sempre le stesse ed i numeri indicano le sezioni che possono variare (il numero stesso mostra quante opzioni differenti là sono per quella sezione).

Per studiare quanto isoforme differenti di Dscam1 realmente esistono nel cervello di una mosca, i ricercatori in primo luogo hanno dovuto convertire il RNA Dscam1 in DNA. Se il DNA è il libro o l'insieme delle istruzioni, il RNA è il trascrittore che copia il libro in moda da poterlo tradurre in proteina. Il DNA comprende le istruzioni per tutte e 38.016 le isoforme del gene Dscam1, mentre ogni RNA determinato Dscam1 contiene le istruzioni per appena una. Nessuno ancora aveva usato un servo per ordinare le copie di RNA e sebbene fosse probabile potrebbe essere fatto, dimostrandolo e mostrare come ha funzionato sarebbe un avanzamento sostanziale nel campo.

Rajadinakaran ha catturato un cervello della mosca di frutta, ha estratto il RNA, convertito in DNA, isolato le copie del DNA del Dscam1 RNAs e poi li ha eseguiti attraverso i nanopores del servo. In questo un esperimento, non solo hanno trovato che 7.899 delle 38.016 isoforme possibili di Dscam1 sono stati espressi ma anche che molto, se non tutte le versioni sono probabili essere espressi.

“Molta gente ha detto “il servo non lavorerà mai, “„ Graveley dice, “ma lo abbiamo mostrato che lavora facendo uso del gene più complicato conosciuto.„

Lo studio dimostra che il gene che ordina la tecnologia può ora essere raggiunto da un intervallo molto più vasto dei ricercatori precedentemente possibile, poiché il servo è sia relativamente economico che altamente portatile in modo che non richieda quasi spazio del laboratorio.

“Questo tipo di lavoro di avanguardia mette UConn alla prima linea di sviluppo tecnologico e rinforza il nostro portafoglio della ricerca di genomica,„ dice Marc Lalande, Direttore dell'istituto di UConn per genomica dei sistemi. “Inoltre, grazie agli investimenti nella genomica con la pianificazione accademica dell'università, Brent Graveley possono fare leva la sua competenza in modo che la facoltà e gli studenti attraverso le nostre città universitarie competano con successo per i dollari di concessione e lancino le imprese di scienze biologiche.„

Graveley parlerà della ricerca alla riunione della Comunità del servo di Oxford Nanopore al centro del genoma di New York il 3 dicembre.

Per quanto riguarda i punti seguenti, i ricercatori pianificazione sul andare ancora più grandi: ordinando ogni bit di RNA dall'inizio alla fine dentro un unicellulare, qualcosa che non possa essere fatto con i sequenziatori tradizionali del gene.

“Questa tecnologia ha potenziale stupefacente di trasformare come studiamo la biologia del RNA ed il tipo di informazioni che possiamo ottenere,„ dice Graveley. “Più il fatto che il servo è un sequenziatore tenuto in mano che inserite un computer portatile è semplicemente incredibile fresco!„

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University of Connecticut

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