Muchos de los secretos del cáncer y otras enfermedades se encuentran en el núcleo de la célula. Pero llegar a ese nivel, para ver e investigar el importante material genético alojado allí, requiere un pensamiento creativo y técnicas de imagen extremadamente potentes.
Vadim Backman y Hao Zhang, expertos en imágenes a nanoescala de la Universidad Northwestern, han desarrollado una nueva tecnología de imágenes que es la primera en ver el "parpadeo" o fluorescencia del ADN. La herramienta permite a los investigadores estudiar biomoléculas individuales y patrones globales importantes.de la expresión génica, lo que podría proporcionar información sobre el cáncer.
Backman discutirá la herramienta y sus aplicaciones, incluido el nuevo concepto de macrogenómica, una tecnología que tiene como objetivo regular los patrones globales de expresión génica sin edición genética - viernes 17 de febrero en la Asociación Estadounidense para el Avance deReunión anual de Ciencias AAAS en Boston.
La charla, "Imágenes de súper resolución sin etiquetas de la estructura y dinámica de la cromatina", es parte del simposio "Imagen óptica a nanoescala: desentrañando la relación estructura-función de la cromatina", que se llevará a cabo de 1 a 2:30 p.m.Hora del Este, 17 de febrero, en la Sala 206, Centro de Convenciones Hynes.
La herramienta Northwestern presenta una resolución de seis nanómetros y es la primera en romper el umbral de resolución de 10 nanómetros. Puede generar imágenes de ADN, cromatina y proteínas en las células en sus estados nativos, sin la necesidad de etiquetas.
Durante décadas, los libros de texto han declarado que las macromoléculas dentro de las células vivas, como el ADN, el ARN y las proteínas, no tienen fluorescencia visible por sí mismas.
"La gente ha pasado por alto este efecto natural porque no cuestionaron la sabiduría convencional", dijo Backman, profesor de Ingeniería Biomédica de Walter Dill en la Escuela de Ingeniería McCormick. "Con nuestra imagen de súper resolución, encontramos ese ADN y otroslas biomoléculas fluorescen, pero solo por un tiempo muy corto. Luego descansan por un tiempo muy largo, en un estado 'oscuro'. La fluorescencia natural fue hermosa de ver ".
Backman, Zhang y sus colaboradores ahora están utilizando la técnica sin etiquetas para estudiar la cromatina, el paquete de material genético en el núcleo celular, para ver cómo está organizada. Zhang es profesor asociado de ingeniería biomédica en McCormick.
"La información sobre el funcionamiento del código de cromatina plegable, que regula los patrones de expresión génica, nos ayudará a comprender mejor el cáncer y su capacidad de adaptarse a los entornos cambiantes", dijo Backman. "El cáncer no es una enfermedad de un solo gen".
La tecnología actual para obtener imágenes de ADN y otro material genético se basa en colorantes fluorescentes especiales para mejorar el contraste cuando se toman imágenes de macromoléculas. Estos colorantes pueden perturbar la función celular y algunos eventualmente matan las células, efectos indeseables en estudios científicos.
En contraste, la técnica Northwestern, llamada nanoscopía óptica de localización de fotones de contraste intrínseco espectroscópico SICLON, permite a los investigadores estudiar biomoléculas en su entorno natural, sin la necesidad de estas etiquetas fluorescentes.
Backman, Zhang y Cheng Sun, profesor asociado de ingeniería mecánica en McCormick, descubrieron que cuando se iluminan con luz visible, las biomoléculas se excitan y se iluminan lo suficientemente bien como para obtener imágenes sin manchas fluorescentes. Cuando se excita con la longitud de onda correcta, ellas biomoléculas incluso se iluminan mejor de lo que lo harían con las mejores y más potentes etiquetas fluorescentes.
"Nuestra tecnología nos permitirá a nosotros y a la comunidad de investigación en general ampliar aún más los límites de las imágenes nanoscópicas y la biología molecular", dijo Backman.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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