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Scoprendo come la cyanobacteria modifica i loro genoma

I meccanismi modificare unici nella cyanobacteria, conosciuta comunemente come i cianobatteri, li rendono capaci di eliminare i profilati di grandi dimensioni del genoma per dare a celle la capacità di fissare l'azoto, se necessario. Capire come la cyanobacteria può fare questo è che cosa guida lo studente di laurea Trevor Van Den Top di South Dakota State University.

La sua ricerca nel dipartimento di biologia e di microbiologia studia i meccanismi genetici che danno a cyanobacteria la capacità di modificare i loro propri genoma. Questo meccanismo modificante produce le celle con differenti genoma che funzionano diversamente, così permettenti che i batteri vivano nelle circostanze precedentemente non potrebbe.

Molta cyanobacteria può evolversi in due tipi delle cellule, uno che produce il suo proprio alimento con la fotosintesi e che genera l'ossigeno che come un sottoprodotto e l'altro che fissi il gas dell'azoto, N2, facendo uso di Van Den Top a energia solare e spiegato, che lavora con il genere del Anabaena.

“Questa cyanobacteria vive come catene lunghe delle celle fotosintetiche identiche, ma quando non c'è nessun azoto fisso disponibile, le celle conosciute come i heterocysts si formano all'interno di queste catene delle celle,„ ha detto. Le celle di Heterocyst hanno pareti spesse che impediscono di entrare l'ossigeno durante il trattamento che fissa l'azoto ed egualmente hanno un più piccolo genoma una volta confrontate alle celle fotosintetiche.

“Che cosa abbiamo è un organismo multicellulare che può esistere come due tipi differenti delle cellule con i genoma leggermente differenti, eppure entrambi provengono da un unicellulare,„ ha detto.

Per il suo manifesto della ricerca nominato “una tirosina Dei fagi Tipa Integrase è responsabile dell'asportazione dell'elemento nifH1 in cylindrica l'atcc 29414 del Anabaena,„ Van Den Top ha ricevuto uno di due premi dati al laboratorioth 13 sulla cyanobacteria a Boulder, Colorado. L'evento internazionale, cominciato 40 anni fa, è tenuto ogni tre anni in America settentrionale.

La comprensione come la cyanobacteria modifica dei loro genoma potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare le tecniche per tagliare i geni difettosi che causano la malattia, Van Den Top ha spiegato. Una tal tecnica ha potuto essere usata, per esempio, per interrompere il DNA delle cellule tumorali spegnebbi un gene cancerogeno difettoso e sostituendo la copia corretta di quel gene nel genoma della persona.

Il suo lavoro è supportato dal ministero dell'agricoltura degli Stati Uniti il finanziamento di Legge della covata attraverso il centro sperimentale agricolo del Dakota del Sud ed il centro di traduzione del rete di biosistemi del Dakota del Sud e della ricerca (BioSNTR).

Scoprendo come il trattamento è regolamentato

Tre parti di un gene chiave di nitrogenase devono essere montate insieme per il cyanobacterium all'azoto di fissatore, ma quella richiede precisamente tagliare due segmenti del DNA che sono finchè 90.176 coppie di basi.„

Trevor Van Den Top, studente di laurea, South Dakota State University

Per illustrare che cosa accade, confronta il genoma di cyanobacteria ad un libro. Le celle fotosintetiche sono la versione più lunga e più comune della storia. Nelle celle che fissa l'azoto, disse, “90% della storia è lo stesso, ma alcune pagine operazione di ripresa fuori. L'eliminazione appena delle alcune pagine cambia il tracciato, ma è ancora una storia completa.„

La ricerca di Van Den Top mette a fuoco sul capire come il trattamento di rimozione è regolamentato. “La mia ricerca fornisce la prova ben fondata che la riduzione genomica è il risultato del resti degli agenti virali nel genoma che può modificarsi fuori ma è gestita dal host,„ lui ha spiegato. Sulla base dell'analogia del libro, ha chiesto, “come faccia gli agenti virali sanno non solo strappare fuori le pagine senza danneggiare il libro, ma anche come fare correttamente questo a più riprese sicuramente?„

Fabbricazione della cronologia allo stato del Dakota del Sud

Van Den Top è il primo studente di South Dakota State University per ricevere questo premio internazionale di cyanobacteria.

“Questo premio prestigioso riconosce la ricerca di qualità e la passione di Trevor per e l'impegno al suo progetto. Ciò è egualmente un grande onore per il nostro laboratorio verde di microbiologia a SDSU,„ ha detto il Consigliere della ricerca di Van Den Top, il professor Ruanbao Zhou del dipartimento di biologia e di microbiologia nell'istituto universitario delle scienze naturali. “Ulteriore ricerca di Trevor può piombo allo sviluppo di una nuova tecnologia per modificare del genoma di precisione.„

“Questo premio è in relazione con l'alta ricerca di calibro che Trevor ed altri ricercatori nel laboratorio del Dott. Zhou stanno effettuando,„ ha detto il professor distinto William Gibbons, Direttore provvisorio del centro sperimentale agricolo del Dakota del Sud. “Gli studenti non laureati ed i dottorandi nell'ambito della tutela del Dott. Zhou hanno l'opportunità unica di condurre la ricerca del bordo di attacco su classe A di microbi che esibiscono una vasta gamma di caratteristiche. Il loro lavoro piombo alle scoperte fondamentali importanti, con le applicazioni potenziali nei campi diversi quanto l'agricoltura e la medicina.„