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Los científicos crean el método potente para la “evolución dirigida” de moléculas

Los científicos de la Facultad de Medicina de UNC crearon una nueva técnica potente de la “evolución dirigida” para el revelado rápido de herramientas científicas y los nuevos tratamientos para muchas enfermedades.

Los científicos, cuya ruptura se denuncia en célula, demostraron la técnica desarrollando varias proteínas para realizar las nuevas tareas exactas, haciéndola cada vez en cuestión de días. Los métodos existentes de evolución dirigida son más laboriosos y que toma tiempo, y se aplican típicamente en células bacterianas, que limita la utilidad de esta tecnología para las proteínas de desarrollo para el uso en células humanas.

La evolución dirigida es una versión artificial, acelerada del proceso de la evolución en naturaleza. La idea es centrarse el proceso evolutivo en una única serie de la DNA para hacer que realiza una tarea especificada. La evolución dirigida se puede utilizar, en principio, para hacer la nueva terapéutica que trabajen potente para parar enfermedades y para tener pocos o ningunos efectos secundarios. El trabajo científico innovador inicial sobre la evolución dirigida ganó el Premio Nobel 2018 En química.

Qué hemos desarrollado somos el sistema más robusto con todo para la evolución dirigida en células mamíferas.”

Estudie el inglés de Justin del autor importante, doctorado, socio de investigación postdoctoral en el departamento de la farmacología en la Facultad de Medicina de UNC

“La comunidad científica ha necesitado una herramienta como esto durante mucho tiempo”, dijo el estudio autor Bryan mayor L. Roth, Doctor en Medicina, doctorado, el profesor distinguido puta de Michael en el departamento de la farmacología en la Facultad de Medicina de UNC. “Creemos que nuestra técnica acelerará la investigación y que llevará final para mejorar la terapéutica para la gente que sufre con muchas de las enfermedades para las cuales necesitamos tratamientos mucho mejores.”

El concepto amplio de evolución dirigida no es nuevo. Los investigadores lo han estado aplicando durante siglos en la selección y la crianza de variantes de los animales y de las instalaciones que han deseado características, tales como variedades de la cosecha con frutas más grandes. Los biólogos en las últimas décadas también han utilizado la evolución dirigida en el nivel molecular en el laboratorio, por ejemplo, transformando un gen aleatoriamente hasta que aparezca una variante que tiene una propiedad deseada. Pero en general, los métodos dirigidos de la evolución para las moléculas biológicas han sido difíciles de utilizar y limitado en su uso.

El nuevo método desarrollado por Roth, inglés, y colegas es comparativamente rápido, fácil, y versátil. Utiliza el virus de Sindbis como la onda portadora del gen que se modificará. El virus con su cargamento genético puede infectar las células en un plato de cultura y transformarse muy rápidamente. Los investigadores fijan condiciones de modo que los únicos genes de mutante a prosperar sean los las proteínas de la codificación capaces de lograr una función deseada dentro de las células, tales como activar cierto receptor, o encender (con.) ciertos genes. Porque el sistema trabaja en células mamíferas, puede ser utilizado para desarrollar el nuevo ser humano, el ratón, u otras proteínas mamíferas que serían pesadas o imposibles de generar con métodos célula-basados bacterianos tradicionales.

Los ingleses y sus colegas llaman el nuevo sistema “VEGAS” para la evolución viral de series genético de puesta en movimiento. En una demostración inicial, el laboratorio de Roth modificó una proteína llamada un transactivator de la tetraciclina (tTA), que trabaja como interruptor para activar genes y es una herramienta estándar usada en experimentos de la biología. El tTA para normalmente el trabajar si encuentra la tetraciclina antibiótico o el doxycycline estrechamente vinculado, pero los investigadores desarrollaron una nueva versión con 22 mutaciones que permite que el tTA guarde el trabajar a pesar de mismo niveles del doxycycline. El proceso tardó apenas siete días.

“Para conseguir un sentido de cómo es eficiente es decir, considere que un método dirigido mamífero previamente denunciado de la evolución aplicado al transactivator de la tetraciclina tardara cuatro meses para rendir apenas dos mutaciones que consultaron solamente insensibilidad parcial al doxycycline,” english dijo.

Los científicos VEGAS aplicado siguiente a un tipo común de receptor celular llamaron un proteína-acoplar-receptor de G (GPCR). Hay centenares de diverso GPCRs en las células humanas, y muchos son apuntados por las drogas modernas para tratar una amplia variedad de condiciones. Exacto cómo desforma un GPCR dado cuando cambia de estar inactivo al active está de gran interés a los investigadores el intentar crear tratamientos más exactos. El inglés y VEGAS usado los colegas para transformar rápidamente un GPCR pequeño-estudiado llamaron MRGPRX2 de modo que tirante en un estado siempre-activo.

“Determinar las mutaciones que ocurrieron durante esta evolución rápida nos ayuda a entender por primera vez las regiones dominantes en la proteína de receptor implicada en la transición a un estado activo,” english dijo.

En una demostración final, las personas mostraron el potencial de VEGAS al revelado de la droga de la guía más directamente. Utilizaron VEGAS para desarrollar rápidamente las pequeñas moléculas biológicas llamadas los nanobodies que podrían activar diverso GPCRs - incluyendo los receptores de la serotonina y de la dopamina, que se encuentran en las neuronas y son apuntados por muchas drogas psiquiátricas.

Las personas ahora están utilizando VEGAS en un esfuerzo de desarrollar las herramientas gen-que corrigen muy eficientes, potencialmente para curar enfermedades genéticas, y de dirigir los nanobodies que pueden neutralizar genes cancerígenos.