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La nuova ricerca nazionale ed il hub di addestramento a UW-Madison hanno potuto trasformare la medicina

Un'iniziativa nazionale della ricerca annunciata oggi collocherà l'università di Wisconsin-Madison alla prima linea di un giro di motore nella rappresentazione promossa tramite microscopia dell'cryo-elettrone e tomografia dell'cryo-elettrone - le tecnologie che possono illuminare la vita al disgaggio atomico.

Gli istituti della sanità nazionali forniranno $22,7 milioni in sei anni per creare una ricerca e un hub nazionali di addestramento a UW-Madison che darà gli scienziati attraverso l'accesso del paese a questa tecnologia cacciagione-cambiante.

la microscopia dell'Cryo-elettrone (cryo-EM in breve) è un metodo impiegato per fare le immagini delle molecole biologiche che flash-sono congelate per catturarle nel loro stato indigeno. Non ci sono tinture o altre alterazioni necessarie osservare le strutture, che dà a scienziati una maschera altamente accurata di vera funzione biologica. Gli scienziati possono scrutare nelle superfici stesse in cui le droghe e le proteine interagiscono, dove le malattie accadono e dove i virus orchestrano i loro attacchi. Il Cryo-EM ha il potenziale di urtare ogni angolo di medicina, dal morbo di Alzheimer a sviluppo del vaccino, proteina ed assistenza tecnica cellulare e molte altre aree attraverso tutti gli aspetti della ricerca di scienze biologiche.

Uno specializzazione e fuoco importanti del centro nazionale, tomografia dell'cryo-elettrone (cryo-ET), estende drammaticamente l'illuminazione atomica del disgaggio del cryo-EM facendo le immagini delle posizioni molecolari tridimensionali precise dove le malattie e le terapie di potenziale interagiscono con le celle. Questa combinazione fornisce un livello di dettaglio senza precedenti circa la struttura degli organismi viventi.

“Una delle parti più emozionanti del progetto introdurrà i nuovi ricercatori nel cryo-ET campo,„ dice il principale inquirente Elizabeth Wright, un professore diUW-Madison della biochimica e filiale con l'istituto di Morgridge per la ricerca. “Questo aiuterà ognuno nella ricerca di scienza biologica perché le scoperte fatte qui avranno il potenziale di essere tradotto in nuovi obiettivi della droga e di terapeutica che avvantaggiano l'umanità.„

Uno scopo principale dell'iniziativa di NIH è di introdurre più scienziati nella cacciagione. Il Cryo-EM e cryo-ET è le tecnologie ancora giovani con una mano d'opera limitata e un accesso molto basso alla strumentazione ed alla competenza necessarie. La creazione di quattro nuovi centri - altri sia alla Stanford University, all'università di Colorado-Boulder ed a New York Structural Biology Center - è destinata per consentire l'accesso a strumentazione avanzata per cryo-ET, forma una nuova mano d'opera e continuamente migliora la tecnologia mentre però fornendo le nuove scoperte della ricerca.

Il centro diUW-Madison servirà da hub centrale per l'iniziativa nazionale, aiutante gli scienziati partecipanti diretti alla risorsa di rete cryo-ET di destra.

“Lo scopo è di aiutare la gente a stare bene ai professionisti indipendenti delle routine come cryo-ET preparazione di campioni, raccolta di dati ed analisi sulla base di immagini,„ Wright dice. “Ogni volta che appropriato, il centro diUW-Madison supporterà i ricercatori come risolvono i problemi interessanti e tecnicamente provocatori.„

UW-Madison si è trasformata in in grazie di una guida cryo-EM ad un investimento decennale che comincia verso il 2010. Il dipartimento della biochimica nell'istituto universitario delle scienze biologiche ed agricole ha catturato il comando e l'istituto di Morgridge fatti parte di con supporto finanziario ed organizzativo significativo. Le associazioni attirate investimento con l'ufficio del rettore per ricerca e formazione del laureato, la scuola di medicina e la salute pubblica e parecchie altre unità della città universitaria. La frutta di questa associazione debutterà alla fine di quest'anno con la grande apertura del centro di ricerca di Cryo-EM diUW-Madison nelle scienze e nelle edilizie biochimiche della biochimica di Deluca.

Mentre la città universitaria già ha installato quattro strumenti ad alta potenza cryo-EM, l'iniziativa di NIH aprirà la strada affinchè almeno tre nuovi microscopi accomodi la domanda nazionale. L'impianto si pensa che da ora all'inizio del 2022 sia completo. La concessione egualmente fornisce il finanziamento per la formazione, il calcolo ed il personale.

Riconoscendo l'importanza del cryo-EM al futuro di biologia strutturale, l'instituto della biochimica e l'istituto di Morgridge già hanno cominciato a montare un gruppo dei ricercatori per avanzare la scienza. Oltre a Wright, il dipartimento della biochimica ed il CALS hanno assunto i professor Robert Kirchdoerfer, che ha competenza nelle applicazioni cryo-EM in virologia e ci Ji Lim, che ha competenza nelle applicazioni cryo-EM nella biologia del DNA. L'istituto di Morgridge ha impiegato il ricercatore Tim Grant (anche un professore diUW-Madison di biochimica), che sviluppa i programmi informatici per migliorare il cryo-EM e cryo-ET raccolta di dati e l'analisi ed il ricercatore Brian Bockelman, che è un esperto nel calcolo della ricerca.

L'esperienza della ricerca di Wright dentro cryo-ET ed il cryo-EM erano critici a garantire il hub di NIH. Prima dell'aggiunta diUW-Madison nel 2018, Wright ha sorvegliato lo sviluppo di intero programma cryo-EM all'Emory University a Atlanta. È stata intrigata con lo stesso sviluppo di progetto della terra-su che ha luogo a Madison, con i vantaggi aggiunti di associazione con un'università della ricerca della centrale elettrica.

“Non c'è modo che potremmo sviluppare una funzione come questo senza visione di prof. Wright, la direzione e competenza scientifica,„ dice il Fox di Brian della presidenza della biochimica. “Questa iniziativa spingerà la comprensione ad un livello scientifico ed ha grande potenziale per le scoperte di base che piombo alla traduzione dal laboratorio alla clinica e le applicazioni trasformarici in molte altre aree importanti.„

“UW-Madison ha una lunga storia di sviluppare e di perfezionamento delle tecnologie dell'immagine che aiutano i biologi a vedere e quindi migliore capisca, vita,„ dice Kate VandenBosch, decano di CALS. “Sono fiero delle applicazioni dei nostri ricercatori di questi strumenti come pure dei loro sforzi metterli a disposizione della comunità di ricerca. Le grandi scoperte risulteranno.„

I prodotti derivati già sono emerso da cryo-ET. Un collega di Wright a Emory ha sviluppato un vaccino per il virus respiratorio sinciziale - un'infezione altamente contagiosa che affligge gli infanti ed i bambini piccoli - basato sopra cryo-ET le strutture che ora ha avanzato in un'impresa commerciale. I ricercatori prevedono che risultati simili qui come i nuovi composti, vaccini ed obiettivi della droga siano identificati.

L'istituto di Morgridge, un istituto di ricerca senza scopo di lucro privato affiliato con UW-Madison, servita da catalizzatore in anticipo importante nel portare gli strumenti cryo-EM e talento a Madison. Il ricercatore Paul Ahlquist della virologia di Morgridge piombo lo sforzo riunendo Morgridge, la biochimica, OVCRGE e SMPH per mettere UW-Madison sulla mappa come guida cryo-EM.

“Come ricerca di base senza scopo di lucro, abbiamo la capacità di agire rapidamente e fare questi generi delle associazioni e degli investimenti strategici nelle nuove frontiere di scienza,„ dice il CEO il chiodino a testa laterale Schwartz di Morgridge.

Steven Ackerman, rettore diUW-Madison per la ricerca e la formazione del laureato, dice che il nuovo cryo-ET il hub contribuiranno ad una grande tradizione degli impianti di ricerca comuni a UW-Madison, che è ottava nella nazione per volume totale di ricerca condotto.

“Lo stato nazionale di questo nuovo centro servirà da magnete potente per l'attrazione del talento scientifico superiore verso Wisconsin,„ Ackerman dice.

Il OVCRGE ha fornito i contributi chiave dal regalo annuale delle fondamenta di ricerca degli alunni di Wisconsin per approvvigionare gli strumenti e fornire i pacchetti start-up per la nuova facoltà ed il suo programma UW2020 al nuovo personale di noleggio che contribuisce agli avanzamenti nel cryo-EM e cryo-ET sulla città universitaria.