Trick analitica accelera studi di proteine

Marzo 16, 2016 Admin Salute 0 2
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I ricercatori della University of Wisconsin-Madison hanno trovato un nuovo modo per accelerare uno strumento cavallo di battaglia che identifica le proteine. La tecnica alta velocità potrebbe diagnosticare il cancro prima e scegliere nuovi farmaci per il trattamento di una vasta gamma di condizioni.

Le proteine ​​sono componenti essenziali della biologia, utilizzati nei muscoli, cervello, sangue e gli ormoni. Se i geni sono i progetti, le proteine ​​modellate su di essi sono i martelli e pinze della vita.

Le proteine ​​non sono solo numerosi - gli esseri umani hanno più di 100.000 varietà - ma ognuno ha una struttura complessa che determina la sua esatta funzione nel regno biologica. Proprio come i tessuti dai gatti e canguri si distingue per lo studio delle singole "lettere" dei loro codici genetici, proteina A può essere distinto dalle proteine ​​B, cercando in subunità di amminoacidi che compongono tutte le proteine.




Il modo più veloce per contare e identificare le proteine ​​è quello di utilizzare uno spettrometro di massa, uno strumento che misura precisa composti chimici in massa. "Spec Mass è una parte essenziale della biologia moderna, e la maggior parte delle persone lo utilizza per guardare variazioni di proteine", dice Joshua Coon, un professore di chimica e chimica biomolecolare.

Perché spettrometri di massa sono costosi, e le proteine ​​sono numerosi e onnipresente, i chimici hanno recentemente imparato a raddoppiare i loro campioni in modo che possano, ad esempio, confrontare il tessuto normale tessuto malato in un'unica seduta.

Sapere come le proteine ​​cambiano quando bene il tessuto va male suggerisce ciò che è andato storto.

Ora, Coon ha raddoppiato-down sul processo raddoppio-up con una tecnica che ha il potenziale per eseguire ben 20 campioni in una sola volta. Il nuovo processo, descritto nella rivista Nature Methods, è già andato a lavorare, dice Alexander Hebert, uno studente laureato, che è stato il primo autore sulla nuova pubblicazione.

"Lavorare con John Denu all'Istituto Wisconsin per Discovery, siamo di fronte a topi che vivevano con o senza restrizione calorica", dice Hebert. Restrizione calorica è noto per aumentare la durata della vita in molti animali, e gli scienziati sono desiderosi di svelare i percorsi biochimici che spiegano questa estensione vita. "Alcuni di questi topi hanno perso un certo gene correlato al metabolismo, quindi stiamo confrontando quattro tipi di tessuto in una sola volta. Siamo in grado di guardare il cervello, il fegato o il cuore, e chiedere, come fa l'abbondanza di proteine ​​variano?"

Già, Coon e Hebert sono esibiti sei analisi simultanee utilizzando la nuova tecnica; ma potrebbe effettivamente fare lotti di 20, dice Coon.

Chiave per il processo di raddoppio-up originale è stato l'inserimento di un "tag" in aminoacidi che dà le proteine ​​una massa leggermente diverso. I tag sono isotopi - atomi chimicamente identici che presentano masse diverse.

Per preparare due campioni, si potrebbe ricevere un amminoacido contenente isotopi comuni, e gli altri particolari, isotopi più pesanti. Il risultato - proteine ​​che sono chimicamente identici, ma hanno masse differenti - può essere facilmente identificato in uno spettrometro di massa.

Il nuovo giornale da Coon e Hebert descrive un modo per utilizzare gli aminoacidi costruite da una gamma più ampia di isotopi cui ci si aspetterebbe di avere massa identica, ma non lo fanno, perché alcuni di loro massa è stata convertita in energia per mantenere i nuclei atomici insieme . Senza questa energia, le proteine ​​cariche positivamente sarebbero respingono e il nucleo atomico sarebbero distrutti. La piccola perdita di massa a causa di questa conversione in energia di legame può essere rilevato nelle nuove, ultra-precisi spettrometri di massa che ora sono installati in diversi laboratori del campus.

La differenza di massa nella nuova tecnica è più di 1000 volte inferiore alle differenze di massa nella tecnica raddoppiato-up esistente, ma è sufficiente contare e identificare le proteine ​​da sei - e, teoricamente, 20 - campioni contemporaneamente. I ricercatori hanno applicato per un brevetto lo scorso autunno e assegnati i diritti per il Wisconsin Alumni Research Foundation.

Lo studio delle proteine ​​è all'avanguardia della biologia, dice Coon, e quindi è facile immaginare utilizza per uno strumento analitico più economico, rapido. "Potremmo cercare le differenze di proteine ​​nelle cellule provenienti da 100 diversi tumori. Le proteine ​​potrebbero rivelare che si tratta di cinque o 10 sindromi distinte in questo tipo di tumore apparentemente identico, che potrebbe suggerire trattamenti che sono più su misura per l'individuo. Se si confrontano proteine ​​in normale contro tessuto tumorale, si potrebbe trovare una certa proteina ad alte concentrazioni insolitamente, o [che] è stato modificato in un certo modo è possibile identificare una proteina che potrebbe aiutare a diagnosticare questo tipo di tumore prima o -.. e questo è il vero pay sporco - si potrebbe identificare una proteina che è così vitale per il cancro che renderebbe un bersaglio ideale per un nuovo farmaco ".

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