19/09/2014 - CiQUS-Forscher entwerfen eine "künstliche Nase," um DNA-Divergenzen von einem einzigen Nukleotid zu erkennen

Menéame

Wie sie in der angesehenen Zeitschrift veröffentlicht haben Small, wobei der Abschnitt Frontispicio, Diese Methode zur Identifizierung von Nukleinsäuren mit einer Auflösung eines einzelnen Nukleotids, basierend auf der Entwicklung von Mustern (Barcodes), wird von unserem Geruchssystem inspiriert. Die Unterschiede im transmembranalen Transport können verwendet werden, um Fluoreszenzmuster zu erzeugen, die dann die Differenzierung von Molekülen wie DNA und RNS durch Erzeugung von Mustern und/oder Erkennungsprotokollen ermöglichen.

El Mustererkennung ist der Mechanismus, der von Säugetieren bei der Geruchsaufnahme verwendet wird. In der Tat können Menschen Tausende (oder Millionen) von Gerüchen mit nur Hunderten von Geruchsrezeptoren erkennen. Unkompliziert mit der Erkennung von einem nach dem anderen, erzeugt das Geruchssystem Reaktionsmuster, die ein einzigartiges Aromagefühl im Gehirn bilden. Mit anderen Worten, als Reaktion auf die Erkennung eines Geruchsmoleküls "erschaffen" Geruchsrezeptoren ein Muster, das im Gehirn erkannt wird. Das nennt man Mustererkennungssensoren.

Daher hat diese Methode ein enormes Potenzial für die Verstärkung der Unterschiede in sehr ähnlichen Molekülen. So hat er Forscher dazu inspiriert, ihr eigenes Erkennungssystem zu entwickeln, das sich zum Beispiel auf die Empfänger-/Substratchemie stützt.

In dieser Arbeit haben jedoch die Forscher des CIQUS die Transport von DNA-Molekülen durch Lipidmembranen (wie Zellmembranen)um verschiedene Transportmuster zu erzeugen. Seine Hypothese war, dass, wenn eine lange DNA schnell und bei geringer Konzentration transportiert wird und eine kurze DNA langsam und in hoher Konzentration transportiert wird, diese unterschiedlichen Verhaltensweisen verwendet werden können, um DNA-Moleküle zu erkennen und zu unterscheiden.

Die Ergebnisse dieser Studie haben gezeigt, dass die Verstärkung der beobachteten Unterschiede bei Transportereignissen ermöglichte die Differenzierung der DNA mit einer ausgezeichneten Auflösung eines einzelnen Nukleotids. Das Interesse dieser Ergebnisse liegt darin, dass sie als Modell bei der Herstellung von vielen standardbasierten Nachweissystemen für jedes andere Polymer von biologischer Bedeutung (DNA, RNA...) dienen können, was heute eine sehr wichtige Herausforderung für die Biochemie darstellt.

Schema: Identifizierung von Nukleinsäuren, die auf der Erzeugung von Mustern (Barcodes) basieren und vom Geruchssystem inspiriert sind (Kredite: E. Berichterstatter war Herr Vázquez, CICHUS.
 

Technische Anmerkung

Die Erkennung und Identifizierung von Polymeren von biologischem Interesse, wie DNA oder RNA, bleibt eine große Herausforderung in der Biochemie. Der Transport von Polyanionen (d.h. DNA) durch die mit Fluorophoren beladene Liposomenmembran kann durch kleine kationische Amphiphiliemoleküle (Aktivatoren) aktiviert werden. Die entsprechenden Leuchtstoffsignale, die bei solchen Transportversuchen gewonnen werden, unterscheiden sich je nach den Molekülen, die zur Aktivierung des DNA-Transports verwendet werden.

Daher können diese Unterschiede im Transport verwendet werden, um Fluoreszenzmuster zu erzeugen, die sich für ähnliche kleine nichtionische Aktivatoren als charakteristisch erweisen. Zu diesem Zweck ermöglicht dieses Protokoll die Differenzierung von ähnlichen Analyten durch Protokollen der Generierung des Musters / der Anerkennung.

In dieser neuen Arbeit bestätigen die Forscher, dass die gleiche Methode auch verwendet werden kann, um individuelle Response-Muster verschiedener anionischer Polymere (DNA, RNA) von biologischer Relevanz zu erzeugen. Zu diesem Zweck haben sie "de novo" entwickelt und eine Synthesestrategie für die Vorbereitung von Dynamic-Affen-Uxis für die Aktivierung des DNA-Transports durch Lipidbippen entwickelt.

Die bei Vesikeltransportversuchen erzeugten fluoreszierenden Fingerabdrücke (Dosis-Wirkungs-Diagramm) ermöglichen die Differenzierung einer Sammlung von Biopolymeren mit ausgezeichneter Reproduzierbarkeit und Genauigkeit, h

 

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