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A nova tecnologia oferece um mais rápido, mais fácil e mais maneira eficaz para estudar a função do gene

Estudando o papel os genes jogam na biologia básica e a doença é agora mais fácil, mais rapidamente e mais eficiente, diga pesquisadores na faculdade de Baylor da medicina. Desenvolveram uma plataforma genética droga-baseada que permitisse cientistas de seguir manipulações genéticas na mosca de fruto do laboratório sem ter que seleccionar milhares de moscas individuais.

Os pesquisadores descrevem em relatórios da pilha os fundamentos desta nova tecnologia assim como exemplos de suas aplicações. Um papel do companheiro em protocolos da ESTRELA mostra como estabelecer, conduzir e analisar os procedimentos experimentais envolvidos nesta tecnologia. As ferramentas genéticas e os recursos, incluindo uma biblioteca do plasmídeo, para ajudar a pesquisadores na aplicação desta metodologia nova em seus sistemas experimentais, estão livremente disponíveis.

“A mosca de fruto do laboratório é um modelo animal amplamente utilizado em que para estudar a função dos genes e das mutações em processos biológicos, na saúde e na doença,” disse o primeiro Dr. Nick Matinyan do autor, que era um aluno diplomado no laboratório do Dr. Koen J.T. Venken em Baylor quando estava trabalhando neste projecto. É actualmente um companheiro pos-doctoral na Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins.

Para estudar a função de um gene particular, os pesquisadores primeiramente introduzem-na em milhares de moscas de fruto e seleccionam-nos então as moscas individualmente para determinar qual incorporaram o gene com sucesso. Para distinguir as moscas que levam o gene do interesse daquelas que não fazem, uma “etiqueta” é adicionada meio ao gene. Tradicional, esta etiqueta é uma característica física observada prontamente nas moscas. A etiqueta pode ser determinada cor do olho, vermelho, por exemplo, assim que os pesquisadores sabem que as moscas com olhos vermelhos são essas que levam o gene do estudo. A cor de corpo, a asa ou a forma do corpo, são outros traços físicos que são usados tipicamente para etiquetar características genéticas do interesse.

“Este processo trabalhou bem por muitos anos, mas um downside principal é que visualmente selecionar milhares de moscas individualmente sob um microscópio que procura um traço físico particular pode se tornar bastante fastidioso e demorado,” disse o professor adjunto de Venken no departamento de Verna e de Marrs Mclean da bioquímica e da biologia molecular em Baylor e no autor co-correspondente do trabalho.

“No trabalho actual, nós desenvolvemos um sistema de marcadores droga-baseados para a selecção ou contador-selecção dos genes do estudo que melhorou marcada o processo de selecção,” disse o Dr. Herman A. Dierick, professor adjunto da genética molecular e humana e da neurociência em Baylor e no autor co-correspondente do trabalho.

Selecção simples contra a selecção laboriosa

A ideia atrás desta tecnologia nova é que, em vez de etiquetar os genes do interesse com um traço físico, estão etiquetados com um outro gene que confira a resistência das moscas ou sensibilidade às drogas específicas. Em vez manualmente do exame para características físicas, os pesquisadores podem agora usar a droga para seleccionar ou contador-seleto em um grupo de moscas para aquelas que estão levando o gene do interesse.

Uma experiência a seleccionar para as moscas que levam o gene do interesse que usa uma etiqueta da droga-resistência envolveria, primeiro, introduzindo o gene do estudo e a etiqueta associada da resistência nas moscas e então expor todas as moscas à droga, que foi adicionada a seu alimento. As moscas que incorporaram o gene do estudo igualmente são resistentes à droga e sobreviverão à exposição.

Esta estratégia mais simples, eficiente ganha a quantidade significativa de tempo, livrando os pesquisadores para ser mais produtiva.”

Dr. Nick Matinyan, primeiro autor

O outro tipo de experiências pode tirar proveito de uma estratégia do counterselection usando etiquetas da droga-sensibilidade.

“Eu penso que a contador-selecção seria muito útil para os cientistas que estudam um gene e as quero fazer muitas alterações a esse mesmo gene para investigar como esse muda sua função,” disse Venken, professor adjunto da biologia da farmacologia e do produto químico, um membro do Dan L centro detalhado do cancro de Duncan e um erudito de McNair. “Neste caso, é de valor ter uma combinação de etiquetas da droga-sensibilidade e da droga-resistência, que na combinação podem ajudar seleto e contador-seleto para os genes do interesse. Os pesquisadores podem fazer muitas combinações dos genes e selecioná-los, e então contador-seleto eles em uma etapa subseqüente rapidamente e a custo muito pequeno.”

“Cronometre sábio, mim calcularia que esta tecnologia nova é pelo menos 10 vezes mais rapidamente do que a aproximação tradicional,” Dierick disse.

“Nós esperamos que este trabalho fornece uma estrutura para acelerar a transição do banco de laboratório ao lado da base,” Matinyan dissemos. “Que se tornando utiliza ferramentas para facilitar a investigação básica, mais simples, mais rapidamente, nós podemos encurtar o tempo que toma para ir de compreender os fundamentos aos executar como resultados translational.”

O papel principal descrito aqui tem uma publicação do companheiro que seja um guia passo a passo técnico para que como tome estas etiquetas e drogas e os execute em projectos particulares.

“O protocolo inclui os detalhes do âmago para que como aplique isto no laboratório de um pesquisador, com o equipamento têm disponível,” disse Matinyan. “Para aqueles interessados em usar isto em um outro modelo animal, este papel do companheiro fornece um ponto de partida.”

Source:
Journal reference:

Matinyan, N., et al. (2021) Multiplexed drug-based selection and counterselection genetic manipulations in Drosophila. Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109700.