11:37
Comentarii Adauga Comentariu

_ Dincolo de celule: Dezvăluirea potențialului circuitelor genetice pe moleculele individuale de ADN

_ Dincolo de celule: Dezvăluire potențialul circuitelor genetice pe molecule de ADN individuale

Într-un nou studiu Nature Communications, cercetătorii au explorat construcția de circuite genetice pe molecule de ADN unice, demonstrând sinteza proteinelor localizate ca principiu călăuzitor pentru nanodispozitivele disipative, oferind perspective. în proiectarea celulelor artificiale și în aplicațiile nanobiotehnologiei.

Termenul „circuit genetic” este o descriere metaforică a rețelei complexe de elemente genetice (cum ar fi gene, promotori și proteine ​​​​de reglare) din interiorul unei celule care interacționează pentru a controla expresia genelor și funcțiile celulare.

În domeniul proiectării celulelor artificiale, oamenii de știință își propun să reproducă și să creeze aceste circuite genetice pentru a crea unități funcționale, autonome. Aceste circuite acționează ca mașinăria moleculară responsabilă pentru orchestrarea proceselor celulare prin reglarea precisă a producției de proteine ​​și alte molecule.

Prin înțelegerea și manipularea acestor circuite, cercetătorii pot proiecta celule artificiale cu comportamente programabile, mimând funcționalitățile celule naturale.

În contextul studiului menționat, accentul este pus pe construirea de circuite genetice pe molecule de ADN individuale. Aceasta reprezintă o abordare nouă, deoarece se îndepărtează de contextul celular tradițional și explorează posibilitatea de a crea circuite genetice în condiții fără celule.

Primul autor, dr. Ferdinand Greiss de la Institutul de Științe Weizmann din Israel a explicat motivația cercetătorilor către Phys.org: „Încercăm să reconstituim procesele biologice în afara circuitelor complexe ale celulelor vii, sperăm că ne îmbunătățim înțelegerea principiilor directoare ale naturii. Cercetarea este îndreptată spre construirea de viitoare celule artificiale și molecule de ADN unice. ar putea fi fundamentul genetic pentru astfel de.”

Reglarea genelor este procesul prin care celulele controlează expresia genelor, determinând când și în ce măsură informațiile unei gene sunt utilizate în sinteza moleculelor funcționale precum proteinele sau ARN. Joacă un rol crucial în menținerea funcțiilor celulare, în răspunsul la schimbările de mediu și în asigurarea dezvoltării adecvate.

Reglarea expresiei genelor implică transcripția și traducerea. În timpul transcripției, un segment specific de ADN servește ca matriță pentru sinteza moleculelor de ARNm complementare de către ARN polimerază. Acest ARNm transportă codul genetic de la nucleu la citoplasmă, unde are loc traducerea.

Traducerea implică conversia ARNm în proteine. Ribozomii citesc secvența ARNm, facilitând asamblarea aminoacizilor într-un lanț polipeptidic, formând proteina codificată de genă.

„În sistemele procariote, procesele de transcripție și translație sunt cuplate. Aceasta înseamnă că odată ce ARN polimeraza produce ARNm din ADN, ribozomul poate găsi locul de legare ribozomal pe ARNm în curs de dezvoltare pentru a începe sintetizarea proteinei. Proteina în curs de dezvoltare se poate plia și funcționa în timp ce este încă legată de ADN de către complexul ARN polimerază-ARNm-ribozom. După terminare fie de transcripție, fie de traducere, proteina în curs de dezvoltare cade de pe ADN și se dispersează în soluția în vrac”, a explicat coautorul Dr. Shirley Shulman Daube de la Institutul de Știință Weizmann din Israel.

Semnificația constă în concentrația locală crescută a proteinelor în curs de dezvoltare, care este de aproximativ 1.000 de ori mai mare decât soluția în vrac din jur. Această organizare spațială și creșterea concentrației ar putea avea implicații pentru funcțiile celulare și ar putea juca un rol în construcția de celule artificiale folosind molecule de ADN unice.

„Circuitele genetice se bazează pe molecule codificate genetic, cum ar fi factorii de transcripție, care sunt produși din ADN și se leagă înapoi la ADN pentru a regla producția proprie și a altor molecule”, a spus co-autorul Dr. Vincent Noireaux de la Universitatea din Minnesota.

Pentru a construi circuitul genetic pe o singură moleculă de ADN, cercetătorii au proiectat secvențe specifice cu gene bacteriofage lambda (E. coli).

Genetica circuitul a implicat o cascadă negativă, ghidată de gena represoare CI și locul său de legare a operatorului, controlând complex gena HT. Această genă HT a codificat proteina HaloTag (HT), un element crucial pentru vizualizarea proteinelor în curs de dezvoltare pe moleculele individuale de ADN.

Studiul a implementat condiții stricte, inclusiv densitate scăzută a suprafeței ADN, pentru a asigura sinteza precisă a proteinelor localizate.

Simultan, s-a desfășurat o cascadă pozitivă odată cu fuziunea ARN polimerazei bacteriofagului T7 (HT-T7 RNAP) și a proteinei HT, permițând monitorizarea în timp real a expresiei genelor printr-o genă reporter în aval, GFP.

Un colorant fluorogen cu roșu îndepărtat (MaP655-Halo) a îmbunătățit detectarea proteinelor în curs de dezvoltare, oferind o imagine cuprinzătoare a dinamicii circuitului genetic.

Cascada negativă, sau suprimarea, reglează și inhibă. producerea de proteine ​​specifice în anumite condiţii. Pe de altă parte, cascadele pozitive contribuie la activarea și exprimarea unor gene specifice în circuitul genetic.

Cercetarea a mers dincolo de simpla observație, încorporând un circuit de feedback cu un represor sintetic dCro. Această componentă a fost crucială în reglarea expresiei genelor printr-un promotor sintetic proiectat meticulos.

Cercetătorii au descoperit că sinteza proteinelor localizată pe o singură moleculă de ADN poate conduce circuite genetice în condiții fără celule, fără limitarea compartimentelor celulare. Dinamica circuitelor genetice a fost observată cu meticulozitate în condiții foarte diluate.

Autorul principal, Dr. Roy Bar-Ziv de la Institutul de Știință Weizmann din Israel a subliniat semnificația descoperirilor lor: „Reglarea expresiei genelor depinde asupra proteinelor care se leagă de ADN, blocând sau crescând activitatea unei gene.Legarea necesită concentrații mari de proteine ​​pentru a găsi și lega secvențe specifice pe molecula de ADN.În mod neașteptat, constatăm că sinteza proteinelor localizată poate crește tranzitoriu concentrația suficient de mult timp pentru proteinele să facă același lucru fără izolare celulară.”

În esență, descoperirea provoacă noțiunea convențională conform căreia concentrațiile mari sunt esențiale pentru reglarea genelor, introducând un aspect nou al sintezei localizate de proteine ​​ca mijloc de a influența circuitele genetice. în condiții fără celule.

Pentru lucrările viitoare, cercetătorii au în vedere utilizarea sintezei de proteine ​​localizate ca principiu ghid pentru a îmbunătăți funcționalitatea celulelor artificiale construite din molecule de ADN unice, abordând provocările la concentrații scăzute. Ei prevăd, de asemenea, potențiale aplicații în nanodispozitivele autocodificate și intenționează să exploreze corelațiile dintre structura ADN-ului, dinamica expresiei genelor și sinteza proteinelor.

Cercetarea a implicat și contribuții din partea lui Nicolas Lardon cu prof. Kai Johnsson de la MPI. pentru Cercetare Medicală, care a dezvoltat colorantul fluorogenic (MaP655-Halo); Yoav Barak, care a ajutat la optimizarea pregătirii ADN-ului; și Leonie Schütz cu Prof. Elmar Weinhold, care a fost pionier în dezvoltarea metiltransferazelor pentru modificări ale ADN-ului specifice locului cu biotine.

© 2024 Science X Network


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ DE CE? Departamentul de poliție din Seattle anunță că �monitorizează �ndeaproape conflictul dintre Israel și Iran�

_ Fermierii polonezi au blocat două puncte de trecere a frontierei cu Germania

_ Tot ce poate merge prost cu sânii tăi - și ce să faci în privința asta: ghidul definitiv al DR PHILIPPA KAYE

_ Un jurnalist celebru aduce o cu totul altă perspectivă asupra războiului din Orientul Mijlociu

_ NAND Flash Maker Kioxia solicită IPO la o evaluare estimată de 10,3 miliarde de dolari

_ Doctorul TV Tijion Esho este găsit vinovat că a întreținut relații sexuale cu o pacientă vulnerabilă și i-a dat Botox gratuit în schimb și ar putea fi eliminat

_ Soția directorului departamentului de apărare și profesor din Nebraska a fost arestată după ce a fost găsită pe bancheta din spate a unei mașini goală cu un student minor

_ Sydney Sweeney „nu este drăguță și nu poate juca”, declară producătorul de top de la Hollywood Carol Baum, numindu-și filmul Anyone But You „nevizionabil”

_ Sportivi chinezi medaliaţi la JO de la Sportivi chinezi medaliaţi la JO de la Tokyo, testaţi pozitiv dar nesancţTokyo, testaţi pozitiv dar nesancţionaţi (presă)

_ Kim Kardashian s-a despărțit de Odell Beckham Jr după o poveste de dragoste trecătoare de șase luni: „Nu se mai văd”

_ Angel Tîlvăr-discuţii cu ministrul de externe din Maroc despre colaborarea militară şi situaţia din Marea Neagră

_ Trump le spune susținătorilor să �Ieși și să protesteze pașnic, să se adună �n spatele MAGA�

_ Fostul fundaș al echipei Falcons, Ryan, se retrage din NFL

_ Chinezoaicele Yue Yuan şi Yafan Wang s-au calificat în optimi la Austin (WTA)

_ Germania rămâne fără bani, iar nivelul datoriilor explodează, avertizează ministrul de Finanțe

_ Universitatea Cluj – Dinamo, scor 3-3 - Clujenii au egalat de la 2-3 în minutul 90+1, după ce dinamoviştii au înscris în minutul 87

_ Kenya a avut vreme neobișnuit de caldă – un expert despachetează ce ar putea fi cauza

_ Ciclistul sloven Tadej Pogacar a câştigat Turul Cataloniei 2024

_ Nu e păcăleală: Grecia crește salariul minim la 830 de euro, de la 1 aprilie

_ Kate afectată de cancer „nu are nevoie de Meghan sau Harry pentru a o consola”, spune expertul care crede că familia apropiată a Prințesei de Wales o va ajuta prin tratament

_ Povestea neștiută a Mărțișorului: cum a apărut tradiția și legendele care o însoțesc

_ Record de capitalizare bursieră pentru companiile listate pe Piața Principală și Piața AeRO în ianuarie

_ Sexul și alunecosul! Sarah Jessica Parker alunecă în noroi după ce soțul Matthew Broderick se prăbușește în timpul plimbării pe Hampstead Heath

_ Familiile se confruntă cu o curățare îngrozitoare după ce marea înaltă le-a inundat casele - transformând grădinile în piscine și distrugând 15 mașini

_ Radu Tudor: Israelul a demonstrat că poate lovi oricând facilitățile nucleare din Iran și că, la nevoie, o va face. Azi nu și-a folosit nici 5% din puterea mil

_ Actrița îi aduce un omagiu tatălui său, editorul de reviste britanice, în vârstă de 73 de ani, ucis într-un accident de mașină în Thailanda, după ce vehiculul său s-a izbit de un zid

_ Louis Walsh, de la Celebrity Big Brother, susține că va fi o „persoană mai bună” după ce va părăsi casa și dezvăluie o problemă de sănătate în afara camerei

_ Atacul la sala de concerte de la Moscova: ceea ce știm până acum cu privire la numărul morților a crescut la 133 și Putin spune că toți cei patru bărbați înarmați ISIS au fost arestați

_ Athletic Bilbao a învins vineri seara, în deplasare, scor 2-0, gruparea Getafe, în etapa a 34-a din La Liga

_ Viitoarea „Mrs PrettyLittleThing” Nada Adelle, logodită cu antreprenorul miliardar Umar Kamani, își dă startul petrecerii generoase de burlaci pariziene din apartamentul ei de 16.000 de lire sterline pe noapte din Dorchester

_ Procurorii francezi extind ancheta privind agresiunile sexuale împotriva prezentatorului de știri de top

_ Reacţia feroce a Poliţiei din Moscova: tadjicii pedepsiţi cu urechile tăiate. Duma cere pedeapsa cu moartea

_ Kwasi Kwarteng RENUNȚĂ Comune: fostul cancelar devine cel mai recent conservator care a anunțat că renunță la alegeri... cu laburiștii cu mult înainte în sondaje

_ Jeb Bush vorbește – avertizează că armonizarea guvernului împotriva lui Donald Trump și Elon Musk reprezintă o amenințare gravă pentru afacerile din America

_ Lidl se pregătește să deschidă 12 magazine noi în Marea Britanie în expansiune uriașă - vedeți lista completă pentru a afla dacă se deschide unul în apropierea dvs.

_ Elon Musk ia �n considerare faptul că Joe Biden transformă America �ntr-un �refugiu pentru cei mai răi criminali din lume!�

_ Autoritățile din Georgia arestează 150 pentru că ar fi folosit drone pentru a transporta arme, droguri și telefoane mobile �n �nchisoare

_ EPIC: Guvernatorul Iowa LEGALIZĂ arestarea imigranților �n r�ndul invaziilor de frontieră | Dincolo de titluri

_ Premierul maghiar Orb�n susține aderarea Suediei la NATO, după ce Parlamentul turc a votat pentru ratificarea acesteia

_ Gigantul american Google, amendat cu 250 de milionane de euro. Scandal cu cele mai mari organizații de presă

_ Bizar: reprezentantul Jared Moskowitz se prezintă la birou purt�nd mască Putin

_ Trioul sadic care a înrobit-o pe mama „bună și grijulie” Shakira Spencer, în vârstă de 35 de ani, înainte de a muri de foame, de a o tortura și de a o bate până la moarte, este condamnat la închisoare pe viață

_ Alina Gorghiu, despre femeile în politică: În timp dor din ce în ce mai puţin cuvintele, însă ce doare în politică în general este lipsa de încredere

_ Președintele Trump confirmă viitorul miting din Bronx și va �nchiria Madison Square Garden pentru un alt miting (VIDEO)

_ De ce refuz să sărbătoresc ziua de naștere a fiului meu - și să văd sărbătorile nepoților mei ca pe o corvoadă anuală

_ Lovitură de teatru! Iulian Dumitrescu nu a demisionat din funcția de președinte PNL Prahova după acuzațiile DNA

_ "Un test de sânge revoluţionar ar putea detecta tuberculoza înainte ca simptomele să apară

_ Kamala Harris de la DNC susține că Trump a aruncat voturile oamenilor – dar exact asta au făcut democrații pentru a o instala ca nominalizată

_ Grupul pro-Trump „#SayTheirNames” lansează o nouă reclamă în statele câmpului de luptă, care îl lovește pe Kamala Harris în criza de frontieră

_ Jocurile Olimpice încheiate, Macron merge pe frânghie în căutarea unui nou premier

_ „B**ch You Dead, B**ch You Dead!” – O femeie surprinsă pe bandă ucigând cu brutalitate o tânără mamă îngrozită în stilul execuției în centrul orașului Seattle Alley (VIDEO)

_ China a terminat cu nouă medalii de aur la sărituri, la Mondialele de Natație de la Doha

_ Trucurile experților din interiorul călătoriilor pentru a obține un upgrade GRATUIT în vacanța dvs. - de la cum să obțineți cele mai bune locuri de avion sau de tren până la cuvântul magic de spus recepționistei hotelului

_ Tiranul marxist NY AG Letitia James dat �n judecată după ce a amenințat cu acțiuni legale �mpotriva centrelor de sarcină pro-life

_ Mama June oferă o actualizare despre copiii mici ai fiicei defunctei Anna „Chickadee” Cardwell – la trei luni după moartea ei de cancer la vârsta de 29 de ani

_ Sfaturile experților din interiorul călătoriilor pentru a obține un upgrade GRATUIT, de la solicitarea unei camere de hotel cu baie până la alegerea întotdeauna vagonul cel mai apropiat de clasa întâi

_ Clovnii ecologici Just Stop Oil care au invadat terenurile de tenis de la Wimbledon și au aruncat confetti și piese de puzzle sunt condamnați pentru încălcare gravă.

_ Un cuplu este văzut devenind FOARTE bătut în timp ce fac sex pe plaja din Pattaya, Thailanda

Incredibil. Gașca sorosisto-securista de la Digi24 ne explica face "normal" ca UE să trimită trupe în Ucraina.

_ Judecătorul decide că RFK Jr. poate da în judecată administratorul lui Biden pentru cenzură după ce Curtea Supremă a respins contestația din partea statelor


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1903, afisate in 32 pagini.