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A modulação do gene vai rádio que corta do “o gene chefe”

Os pesquisadores da universidade no búfalo usaram com sucesso a tecnologia sem fio à emenda o funcionamento de um gene FGFR1. Este gene é vital no crescimento dos embriões em adultos. Suas experiências eram bem sucedidas nos tecidos e nas mostras crescidos laboratório de cérebro potenciais na terapêutica. O estudo intitulado, de “relações Optogenomic: Construir uma ponte sobre redes biológicas com o mundo eletrônico de Digitas,” foi publicada na introdução a mais atrasada das continuações do instituto de elétrico e de engenheiros electrónicos.

Os pesquisadores Josep M. Jornet, Michal K. Stachowiak, Yongho Bae e Ewa K. Stachowiak trabalharam em seu estudo complexo para alterar funções do genoma fora do corpo e para esperar que este poderia significar uma terapia genética mais eficaz e mais praticável para cancros e condições psiquiátricas tais como a esquizofrenia.

As mostras acima da imagem esquerda o gene FGFR1 em seu estado natural. A imagem direita mostra o gene quando expor ao laser, que causa o gene ao activiate e o desactiva. Crédito: Universidade no búfalo.
As mostras acima da imagem esquerda o gene FGFR1 em seu estado natural. A imagem direita mostra o gene quando expor ao laser, que causa o gene ao activiate e o desactiva. Crédito: Universidade no búfalo.

Os pesquisadores explicam que seu estudo pertence ao subgenre do “optogenomics chamado ciência”. Nesta tecnologia o laser e a nanotecnologia usados equipe para controlar e alterar os genes. Seja o autor de Josep M. Jornet, o PhD, o professor adjunto no departamento da engenharia elétrica na escola de UB da engenharia e as ciências aplicadas, em uma indicação disseram, “o potencial de relações optogenomic são enormes. Poderia dràstica reduzir a necessidade para drogas medicinais e outras doenças das terapias com certeza. Poderia igualmente mudar como os seres humanos interagem com as máquinas.”

A equipe explica que o gene FGFR1 denota do “o receptor 1" do factor de crescimento fibroblasto. Este gene está outra vez no controle sobre outros de 4.500 genes que significa ao redor 20 por cento do genoma humano do todo como compreendido do projecto de genoma humano, co-autor explicado Michal K. Stachowiak. Stachowiak, o professor no departamento da patologia e em ciências anatômicas na Faculdade de Medicina de Jacobs e em ciências biomedicáveis em UB disse, “em alguns aspectos, é como um gene do chefe. Controlando FGFR1, um pode teòrica impedir dysregulations difundidos do gene na esquizofrenia ou no cancro da mama e nos outros tipos de cancro.”

Os pesquisadores explicam que durante as últimas duas décadas e outro no campo têm tentado combinar o sistema ótico e a genética. Nisto usaram a luz para controlar como as pilhas interagem um com o otro e adicionam que esta técnica não pode ser útil corrigir presentemente os maus funcionamentos genéticos.

Neste estudo novo os implantes fotónicos minúsculos usados equipe do cérebro e usaram-nos para controlar e regular as funções de FGFR1 - do “o gene chefe”. Estas partículas minúsculas são realmente dispositivos sem fios diminutos com nano-lasers e nano-antenas e nano-detectores logo-à-estar-adicionados. Estes implantes fotónicos foram introduzidos nos tecidos de cérebro laboratório-crescidos. Estes tecidos de cérebro foram criados das células estaminais ou das pilhas pluripotent e são chamados “organoids 3-D (minibrains)”. Os tecidos foram provocados então com raios laser azuis, vermelhos e distante-vermelhos para ativá-los. Estas luzes ajudam os pesquisadores a activar e desactivar o gene FGFR1 e a afectar assim seu controle sobre outras funções celulares. Isto foi chamado “gene que corta”. Stachowiak disse que este corte sem fio dos genes poderia ser usado algum dia para corrigir anomalias genéticas.

A equipe escreveu que houve umas revelações recentes em termos “das fontes luminosas diminutas”. Escreveram, “uma classe proeminente de nanolasers integrados são baseados nos ressonadores microring, isto é, cavidades ressonantes circulares com uma pegada na ordem de alguns micrômetros.” Adicionaram que estes poderiam ter o potencial “em aplicações fotónicas integradas em-microplaqueta.” As tecnologias usadas equipe chamaram da “a técnica da litografia folha de prova” para superar os desafios associados com o uso destes microdevices. Escreveram aquele para aumentar as actividades de seus nanolasers, eles usaram “nanoantennas plasmonic”. Estes controlariam a radiação e os sinais ópticos.

A equipe escreveu, “três fases de relações optogenomic são descritas, variando das relações já experimental validadas que ativam respostas celulares largas e que expressam genes individuais a umas relações mais avançadas capazes de regular e corrigir a topologia do ADN, a estrutura da cromatina, e a revelação celular.”

A equipe está planeando em provar suas teorias e hipóteses em animais vivos e diz que pode ser uma maneira longa antes que a alteração genética sem fio esteja uma realidade em seres humanos. Escreveram, “nós reconhecemos que esta pesquisa está ainda em sua fase fundamental, mas seu impacto mais largo potencial em nossa sociedade motiva e incentiva um esforço comum coordenado das comunidades bioscientific e nanoengineering.”

Seu estudo foi apoiado pelo National Science Foundation dos E.U.

O gene do chefe

O gene do chefe ou os códigos FGFR1 para uma proteína que seja parte da família do receptor do factor de crescimento (FGFR) do fibroblasto. Durante todo a evolução as características desta proteína mudaram muito pouco.

Uma proteína típica de FGFR tem, “uma região extracelular, compor de três imunoglobulina-como domínios, um único segmento demedida hidrofóbica e um domínio citoplasmática da quinase da tirosina.” A parcela fora das pilhas interage com do “os factores de crescimento fibroblasto” e esta ajuda em regular diversas funções das pilhas que afetam o crescimento e a revelação.

Se há uma mutação do gene FGFR1 há umas condições da doença tais como de “a síndrome Pfeiffer, síndrome de Jackson-Weiss, síndrome de Antley-Bixler, displasia osteoglophonic, e a síndrome dominante autosomal 2 de Kallmann,” a alteração etc. do gene são associadas igualmente com da “a desordem célula estaminal e a síndrome myeloproliferative do linfoma da leucemia da célula estaminal.”

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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