Os pesquisadores de UConn arranjam em seqüência o RNA da maioria de gene complicado

Os pesquisadores de UConn arranjaram em seqüência o RNA do gene o mais complicado conhecido na natureza, usando um sequencer à mão não mais grande do que um telemóvel.

Se o ADN é o modelo da vida, o RNA é o contratante de construção que o interpreta, assim que arranjar em seqüência o RNA diz lhe o que está acontecendo realmente dentro de uma pilha.

Genomicists Brenton Graveley do instituto de UConn da genómica dos sistemas, do companheiro pos-doctoral Mohan Bolisetty, e do aluno diplomado Gopinath Rajadinakaran teamed acima com tecnologias com sede no Reino Unido de Oxford Nanopore para mostrar que o sequencer do nanopore do sequaz da empresa pode arranjar em seqüência os genes mais rápidos, melhor, e em um muito mais barato do que a tecnologia padrão. Publicaram seus resultados Sept. na 30 na biologia do genoma.

Se seu genoma era uma biblioteca e cada gene era um livro, alguns genes seriam directos lêem - mas alguns seriam mais como “escolhem uma novela da sua própria aventura”. Os pesquisadores querem frequentemente saber que versão do gene é expressada realmente no corpo, mas para genes complicados da escolher-seu-próprio-aventura, que foi impossível.

Graveley, Bolisetty, e Rajadinakaran resolveram o enigma em duas porções. O primeiro era encontrar uma tecnologia gene-arranjando em seqüência melhor. A fim arranjar em seqüência um gene usando a tecnologia velha, existente, pesquisadores faz primeiramente lotes das cópias dele, usando a mesma química nosso uso dos corpos. Desbastam então acima as cópias do gene em partes minúsculas, lêem cada parte minúscula, e então, comparando todas as partes diferentes, tentativa para figurar para fora como foram unidos originalmente. A técnica articula-se na probabilidade que não todas as cópias obtidas desbastaram acima exactamente nas mesmas partes. Imagine que olha cenas diferentes de um filme, fora de serviço. Se você olhou então o mesmo filme, mas cortado em cenas em lugares ligeira diferentes, você poderia comparar as duas versões e começá-las figurar para fora que as cenas conectam a qual.

Essa técnica não trabalhará para genes da escolher-seu-próprio-aventura, porque se você os copia a maneira o corpo faz, usando o RNA, cada cópia pode ser ligeira - ou muito - diferente do seguinte. Tais versões diferentes do mesmo gene são chamadas isoforms. Quando os isoforms diferentes obtêm desbastados acima e arranjados em seqüência, torna-se impossível comparar exactamente as partes e figurá-las para fora que as versões do gene você começaram com.

Se o gene era um filme, “você não poderia dizer que as cenas 1 e 2 estaram presente junto,” Bolisetty diz.

Então no ano passado, o quase impossível tornou-se de repente possível. Oxford Nanopore, uma empresa baseada no Reino Unido, liberado seu sequencer novo do nanopore, e oferecido ao laboratório de Graveley. O sequencer do nanopore, chamado um sequaz, funciona alimentando uma única costa do ADN através de um poro minúsculo. O poro pode somente guardarar cinco bases do ADN - “rotula” esse período para fora nossos genes - em um momento. Há quatro bases do ADN, G, A, T, e C, e 1.024 combinações possíveis da cinco-base. Cada combinação cria uma corrente elétrica diferente no nanopore. GGGGA faz uma corrente diferente do que AGGGG, que é diferente outra vez do que CGGGG. Alimentando o ADN através do poro e gravando o sinal resultante, os pesquisadores podem ler a seqüência do ADN.

Para a segunda parte da solução, Graveley, Bolisetty, e Rajadinakaran decidiram ir grandes. Em vez de arranjar em seqüência todo o gene velho da escolher-seu-próprio-aventura, escolheram o mais complexo conhecido, a molécula de adesão de pilha 1 de Síndrome de Down (Dscam1), que controla a fiação do cérebro em moscas de fruto. Dscam1 tem o potencial de fazer 38.016 isoforms possíveis, e cada mosca de fruto tem o potencial fazer cada deles, contudo quanto destas versões são feitos realmente permanece desconhecido.

Dscam1 olha como este: X-12-X-48-X-33-X-2-X, onde os x denotam as secções que são sempre as mesmas, e os números indicam as secções que podem variar (o número próprio mostra quantas opções diferentes lá são para essa secção).

Para estudar quantos isoforms diferentes de Dscam1 existem realmente no cérebro de uma mosca, os pesquisadores primeiramente tiveram que converter o RNA Dscam1 no ADN. Se o ADN é o livro ou o grupo de instruções, o RNA é o transcritor que copia o livro de modo que possa ser traduzido em uma proteína. O ADN inclui as instruções para todos os 38.016 isoforms do gene Dscam1, quando cada RNA Dscam1 individual contiver as instruções para apenas uma. Ninguém tinha usado ainda um sequaz para arranjar em seqüência cópias do RNA, e embora era provável ele poderia ser feito, demonstrando o e mostrar como bom trabalhou seria um avanço substancial no campo.

Rajadinakaran tomou um cérebro da mosca de fruto, extraiu o RNA, convertido lhe no ADN, isolado as cópias do ADN do Dscam1 RNAs, e executou-o então através dos nanopores do sequaz. Nesta uma experiência, encontraram não somente que 7.899 dos 38.016 isoforms possíveis de Dscam1 estiveram expressados mas igualmente que muito mais, se não todas as versões são prováveis ser expressadas.

“Muitos povos disseram “o sequaz nunca trabalhará, “” Graveley diz, “mas nós mostramo-lo que trabalha usando o gene o mais complicado conhecido.”

O estudo demonstra que o gene que arranja em seqüência a tecnologia pode agora ser alcançado por uma escala muito mais larga dos pesquisadores do que era previamente possível, desde que o sequaz é relativamente barato e altamente portátil de modo que não exija quase nenhum espaço do laboratório.

“Este tipo de trabalho pioneiro põe UConn no pelotão da frente da revelação de tecnologia e reforça nossa carteira da pesquisa da genómica,” diz Marc Lalande, director do instituto de UConn para a genómica dos sistemas. “Também, os agradecimentos aos investimentos na genómica com o plano académico da universidade, Brent Graveley podem leverage sua experiência de modo que a faculdade e os estudantes através de nossos terrenos compitam com sucesso para dólares da concessão e lancem riscos da ciência biológica.”

Graveley falará sobre a pesquisa na reunião da comunidade do sequaz de Oxford Nanopore no centro do genoma de New York o 3 de dezembro.

Quanto para aos passos seguintes, os pesquisadores planeiam em ir mesmo mais grandes: arranjando em seqüência cada bit do RNA do começo ao fim dentro de uma única pilha, algo que não pode ser feito com os sequenceres tradicionais do gene.

“Esta tecnologia tem potencial surpreendente transformar como nós estudamos a biologia do RNA e o tipo de informação que nós podemos obter,” diz Graveley. “Mais o facto de que o sequaz é um sequencer à mão que você obstrua em um portátil está simplesmente inacreditàvel fresco!”

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University of Connecticut

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