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La nueva investigación nacional y el cubo del entrenamiento en UW-Madison podían transformar el remedio

Una iniciativa nacional de la investigación anunciada hoy colocará la universidad de Wisconsin-Madison en la vanguardia de una revolución en la proyección de imagen fomentada por la microscopia y la tomografía del cryo-electrón - las tecnologías del cryo-electrón que pueden iluminar vida en la escala atómica.

Los institutos de la salud nacionales ofrecerán $22,7 millones durante seis años para crear una investigación y un cubo nacionales del entrenamiento en UW-Madison que dé el acceso de los científicos en todo el país a esta tecnología juego-cambiante.

la microscopia del Cryo-electrón (cryo-EM para corto) es un método usado para hacer imágenes de las moléculas biológicas que son llamarada-congeladas capturarlas en su estado nativo. No hay tintes u otros cambios necesarios ver las estructuras, que da a científicos un retrato altamente exacto de la función biológica verdadera. Los científicos pueden mirar en las mismas superficies donde obran recíprocamente las drogas y las proteínas, donde ocurren las enfermedades, y donde los virus orquestran sus ataques. El Cryo-EM tiene el potencial de afectar cada esquina del remedio, de la enfermedad de Alzheimer al revelado vaccíneo, proteína e ingeniería celular y muchas otras áreas a través de todos los aspectos de la investigación de las ciencias de la vida.

Un especialización y foco importantes del centro nacional, tomografía del cryo-electrón (cryo-Y), amplía dramáticamente la iluminación atómica de la escala del cryo-EM haciendo imágenes de las situaciones moleculares tridimensionales exactas en donde las enfermedades y las terapias del potencial obran recíprocamente con las células. Esta combinación ofrece un nivel de detalle sin precedente sobre la estructura de organismos vivos.

“Una de las partes más emocionantes del proyecto traerá a nuevos investigadores en cryo-Y campo,” dice al principal investigador Elizabeth Wright, profesor de UW-Madison de la bioquímica y afiliado con el instituto de Morgridge para la investigación. “Esto ayudará todo el mundo en la investigación de la ciencia biológica porque los descubrimientos hechos aquí tendrán el potencial de ser traducido a los nuevos objetivos de la terapéutica y de la droga que benefician a humanidad.”

Un objetivo importante de la iniciativa de NIH es traer a más científicos en el juego. El Cryo-EM y cryo-Y es tecnologías todavía jovenes con una mano de obra limitada y un acceso muy inferior al equipo y a la experiencia necesarios. La creación de cuatro nuevos centros - otros esté en la Universidad de Stanford, la universidad de Colorado-Boulder, y la Nueva York Structural Biology Center - se significa para ofrecer el acceso a la instrumentación avanzada para cryo-Y, entrena a una nueva mano de obra, y perfecciona continuamente la tecnología mientras que también ofrece nuevos descubrimientos de la investigación.

El centro de UW-Madison servirá como cubo central para la iniciativa nacional, ayudando a científicos participantes directos al recurso de la derecha cryo-Y de red.

“La meta es ayudar a gente a sentir bien a médicos independientes de las rutinas por ejemplo cryo-Y preparación de espécimen, colección de datos, y análisis de imagen,” Wright dice. “Siempre que sea apropiado, el centro de UW-Madison apoyará a investigadores como resuelven problemas interesantes y técnico desafiadores.”

UW-Madison se convirtió en gracias de un líder cryo-EM a una inversión de diez años que comenzaba hacia 2010. El departamento de la bioquímica en la universidad de agrícola y de ciencias de la vida tomó el guía y al instituto de Morgridge ensamblados con el apoyo financiero y orgánico importante. Las sociedades atraídas inversión con la oficina del vicecanciller para la investigación y educación del graduado, la Facultad de Medicina y la salud pública y varias otras unidades del campus. Las frutas de esta sociedad debut a finales de este año con la gran inauguración del centro de investigación del Cryo-EM de UW-Madison en las ciencias y los edificios bioquímicos de la bioquímica de Deluca.

Mientras que el campus ha instalado ya cuatro instrumentos de alto poder cryo-EM, la iniciativa de NIH pavimentará la manera por lo menos tres más microscopios de acomodar la demanda nacional. Se prevee que la instalación sea completa a principios de 2022. La concesión también ofrece el financiamiento para entrenar, el cómputo y los personales.

Reconociendo la importancia del cryo-EM al futuro de la biología estructural, el departamento de la bioquímica y el instituto de Morgridge han comenzado ya a montar a personas de investigadores para avance la ciencia. Además de Wright, el departamento de la bioquímica y el CALS emplearon profesores Roberto Kirchdoerfer, que tiene experiencia en los usos cryo-EM en virología, y el ci Ji Lim, que tiene experiencia en los usos cryo-EM en biología de la DNA. El instituto de Morgridge contrató el investigador Tim Grant (también profesor de UW-Madison de la bioquímica), que desarrolla programas de computadora para perfeccionar el cryo-EM y cryo-Y colección y análisis de datos, y al investigador Brian Bockelman, que es un experto en el cómputo de la investigación.

La experiencia de la investigación de Wright hacia adentro cryo-Y y el cryo-EM eran críticos a asegurar el cubo de NIH. Antes de ensamblar UW-Madison en 2018, Wright supervisó el revelado de un programa entero cryo-EM en la universidad de Emory en Atlanta. La intrigaron al mismo revelado de proyecto de la tierra-hacia arriba que ocurría en Madison, con ventajas adicionales de la asociación a una universidad de la investigación de la central eléctrica.

“No hay manera que habríamos podido construir una instalación como esto sin la visión de profesor Wright, liderazgo, y experiencia científica,” dice el Fox de Brian de la silla de la bioquímica. “Esta iniciativa activará la comprensión en un nivel científico y tiene gran potencial para los descubrimientos básicos que llevan a la traslación del laboratorio a la clínica y los usos transformativos en muchas otras partes importantes.”

“UW-Madison tiene una larga historia de desarrollar y de perfeccionar las tecnologías de la imagen que ayudan a biólogos a considerar, y por lo tanto mejor entienda, vida,” dice a Kate VandenBosch, decano del CALS. “Soy orgulloso de los usos de nuestros investigadores de estas herramientas, así como de sus esfuerzos de ponerlos a disposición la comunidad de investigación. Los grandes descubrimientos resultarán.”

Los efectos han emergido ya de cryo-Y. Un colega de Wright en Emory desarrolló una vacuna para el virus sincitial respiratorio - una infección altamente contagiosa que aflige niños y a niños jovenes - basado conectado cryo-Y las estructuras que ahora ha avance en una empresa comercial. Los investigadores preveen que los resultados similares aquí como nuevos composiciones, vacunas y objetivos de la droga están determinados.

El instituto de Morgridge, un instituto de investigación no lucrativo privado afiliado con UW-Madison, servida como catalizador temprano importante en traer las herramientas cryo-EM y talento a Madison. El investigador Paul Ahlquist de la virología de Morgridge llevó el esfuerzo trayendo Morgridge, la bioquímica, OVCRGE y SMPH junto para poner UW-Madison en el mapa como líder cryo-EM.

“Como investigación básica no lucrativa, tenemos la capacidad de actuar rápidamente y hacer estas clases de sociedades y de inversiones estratégicas en nuevas fronteras de la ciencia,” dice al CEO Brad Schwartz de Morgridge.

Steven Ackerman, vicecanciller de UW-Madison para la investigación y la educación del graduado, dice que el nuevo cryo-Y el cubo contribuirán a una gran tradición de centros de investigación compartidos en UW-Madison, que es octava en la nación para el volumen total de investigación conducto.

“El estado nacional de este nuevo centro servirá como imán potente para atraer talento científico superior a Wisconsin,” Ackerman dice.

El OVCRGE ha ofrecido las contribuciones dominantes del regalo anual del asiento de investigación de los alumnos de Wisconsin para comprar los instrumentos y para ofrecer los empaquetar de lanzamiento para la nueva facultad, y su programa UW2020 al nuevo estado mayor del alquiler que contribuía a los avances en el cryo-EM y cryo-Y en campus.