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La modulazione del gene va wireless che incide “il gene del capo„

I ricercatori dall'università alla Buffalo hanno usato con successo la tecnologia senza fili al ritocco il funzionamento di un gene FGFR1. Questo gene è vitale nella crescita degli embrioni negli adulti. I loro esperimenti riuscivano nei tessuti cerebrali e nelle manifestazioni sviluppati laboratorio potenziali in terapeutica. Lo studio nominato, “interfacce di Optogenomic: Gettare un ponte sulle reti biologiche con il mondo elettronico di Digital,„ è stato pubblicato nell'ultima emissione degli atti dell'istituto degli ingegneri elettronici ed elettrotecnici.

I ricercatori Josep M. Jornet, Michal K. Stachowiak, Yongho Bae e Ewa K. Stachowiak hanno lavorato al loro studio complesso per alterare le funzioni del genoma dall'esterno dell'organismo e per sperare che questo potrebbe significare la terapia genica più efficace e più fattibile per i cancri ed i termini psichiatrici quale la schizofrenia.

Le manifestazioni di cui sopra di immagine sinistra il gene FGFR1 nel suo stato naturale. La giusta immagine mostra il gene una volta esposta a luce laser, che causa il gene a activiate e disattiva. Credito: Università alla Buffalo.
Le manifestazioni di cui sopra di immagine sinistra il gene FGFR1 nel suo stato naturale. La giusta immagine mostra il gene una volta esposta a luce laser, che causa il gene a activiate e disattiva. Credito: Università alla Buffalo.

I ricercatori spiegano che il loro studio appartiene al sottogenere “di optogenomics„ chiamato scienza. In questa tecnologia la luce laser e la nanotecnologia usate gruppo per gestire ed alterare i geni. Cri Josep M. Jornet, il PhD, il professore associato nel dipartimento di ingegneria elettrica nel banco di UB di assistenza tecnica e le scienze applicate, in un'istruzione hanno detto, “il potenziale delle interfacce optogenomic è enormi. Potrebbe drasticamente diminuire l'esigenza delle droghe medicinali e di altre terapie per determinate malattie. Potrebbe anche cambiare come gli esseri umani interagiscono con i commputer.„

Il gruppo spiega che il gene FGFR1 denota “il ricevitore 1" di fattore di crescita del fibroblasto. Questo gene è ancora in controllo oltre altri di 4.500 geni che significa intorno 20 per cento del genoma umano di tutto come capito dal progetto Genoma Umano, il co-author spiegato Michal K. Stachowiak. Stachowiak, professore nel dipartimento di patologia e nelle scienze anatomiche nella scuola di medicina di Jacobs e nelle scienze biomediche a UB ha detto, “per certi aspetti, è come un gene del capo. Gestendo FGFR1, uno può impedire teoricamente i dysregulations diffusi del gene nella schizofrenia o nel cancro al seno ed in altri tipi di cancri.„

I ricercatori spiegano che durante le ultime due decadi essi ed altri nel campo stanno tentando di combinare l'ottica e la genetica. In questo hanno usato l'indicatore luminoso per gestire come le celle interagiscono a vicenda ed aggiungono che questa tecnica non può essere utile da correggere attualmente le disfunzioni genetiche.

In questo nuovo studio gli innesti fotonici minuscoli del cervello utilizzati gruppo e li hanno usati per gestire e regolamentare le funzioni di FGFR1 - “il gene del capo„. Queste particelle minuscole sono realmente dispositivi wireless miniatura con i nano-laser e nano-antenne e nano-rivelatori presto--essere-aggiunti. Questi innesti fotonici sono stati inseriti nei tessuti cerebrali laboratorio-crescenti. Questi tessuti cerebrali sono stati creati dalle cellule staminali o dalle celle pluripotent e sono chiamati “organoids 3-D (minibrains)„. I tessuti poi sono stati avviati con i raggi laser blu, rossi e lontano-rossi per attivarli. Questi indicatori luminosi aiutano i ricercatori ad attivare e disattivare il gene FGFR1 ed a pregiudicare così il suo controllo sopra altre funzioni cellulari. Ciò è stata chiamata “gene che incide„. Stachowiak ha detto che questa incisione wireless dei geni potrebbe essere usata un certo giorno per correggere le anomalie genetiche.

Il gruppo ha scritto che ci sono stati gli sviluppi recenti in termini di “sorgenti luminose miniatura„. Hanno scritto, “una classe prominente di nanolasers integrati sono basati sui risuonatori microring, cioè, intercapedini sonore a sezione circolare con un'orma sull'ordine di alcuni micrometri.„ Hanno aggiunto che questi potrebbero avere potenziale “nelle applicazioni fotoniche integrate su chip.„ Le tecnologie usate gruppo hanno chiamato “la tecnica della litografia del foglio di prova„ per sormontare le sfide connesse con l'uso di questi microdevices. Hanno scritto quello per migliorare le attività dei loro nanolasers, essi hanno usato “i nanoantennas plasmonic„. Questi gestirebbero la radiazione ed i segnali ottici.

Il gruppo ha scritto, “tre fasi delle interfacce optogenomic sono descritte, varianti dalle interfacce già sperimentalmente convalidate che attivano le vaste risposte cellulari e che esprimono i diversi geni alle interfacce più avanzate capaci di regolamentare e correggere la topologia del DNA, la struttura della cromatina e lo sviluppo cellulare.„

Il gruppo pianificazione sulla prova le loro teorie ed ipotesi sugli animali vivi e dice che può essere un modo lungo prima che l'alterazione genetica wireless sia una realtà sugli esseri umani. Hanno scritto, “riconosciamo che questa ricerca è ancora nella sua fase fondamentale, ma il suo più vasto impatto potenziale sulla nostra società motiva ed incoraggia uno sforzo insieme coordinato dalle comunità bioscientific e nanoengineering.„

Il loro studio è stato supportato dal National Science Foundation degli Stati Uniti.

Il gene del capo

Il gene del capo o i codici FGFR1 per una proteina che fa parte della famiglia del ricevitore di fattore di crescita (FGFR) del fibroblasto. In tutto evoluzione le funzionalità di questa proteina ha cambiato pochissimo.

Una proteina tipica di FGFR ha, “una regione extracellulare, composta di tre domini del tipo di immunoglobulina, di singolo segmento dimisurazione idrofobo e di dominio citoplasmico della chinasi della tirosina.„ La parte fuori delle celle interagisce con “i fattori di crescita del fibroblasto„ e questa aiuta nella regolamentazione delle parecchie funzioni delle celle che pregiudicano la crescita e sviluppo.

Se c'è una mutazione del gene FGFR1 ci sono termini di malattia quale “la sindrome di Pfeiffer, la sindrome di Jackson-Weiss, la sindrome di Antley-Bixler, displasia osteoglophonic e la sindrome dominante autosomica 2 di Kallmann,„ l'alterazione ecc. del gene egualmente è associata con “disordine della cellula staminale e la sindrome myeloproliferative di linfoma di leucemia della cellula staminale.„

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/2260

Journal reference:

J. M. Jornet et al., "Optogenomic Interfaces: Bridging Biological Networks With the Electronic Digital World," in Proceedings of the IEEE. doi: 10.1109/JPROC.2019.2916055,  http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8734762&isnumber=4357935

Dr. Ananya Mandal

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Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal is a doctor by profession, lecturer by vocation and a medical writer by passion. She specialized in Clinical Pharmacology after her bachelor's (MBBS). For her, health communication is not just writing complicated reviews for professionals but making medical knowledge understandable and available to the general public as well.

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