Descubrir la función de un gen requiere clonar una secuencia de ADN y expresarla. Hasta ahora, esto se realizaba de forma individualizada, lo que causaba un cuello de botella. Científicos de la Universidad de Rutgers-New Brunswick en colaboración conLa Universidad Johns Hopkins y la Facultad de Medicina de Harvard han inventado una tecnología para clonar miles de genes simultáneamente y crear bibliotecas masivas de proteínas a partir de muestras de ADN, lo que podría marcar el comienzo de una nueva era de genómica funcional.
"Creemos que la clonación rápida, asequible y de alto rendimiento de proteínas y otros elementos genéticos acelerará en gran medida la investigación biológica para descubrir funciones de moléculas codificadas por genomas y coincidirá con el ritmo al que salen los nuevos datos de secuenciación del genoma".dijo Biju Parekkadan, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Rutgers-New Brunswick.
En un estudio publicado en línea hoy en la revista Ingeniería biomédica de la naturaleza , los investigadores demostraron que su tecnología, las sondas LASSO oligonucleótido monocatenario de adaptador largo pueden capturar y clonar miles de fragmentos de ADN largos a la vez.
Como prueba de concepto, los investigadores clonaron más de 3.000 fragmentos de ADN de la bacteria E. coli, comúnmente utilizados como organismo modelo con una secuencia genómica catalogada disponible.
"Capturamos aproximadamente el 95 por ciento de los objetivos genéticos que nos propusimos capturar, muchos de los cuales tenían una longitud de ADN muy grande, lo que ha sido un desafío en el pasado", dijo Parekkadan. "Creo que ciertamente habrá más mejoras con respecto ahora."
Ahora pueden tomar una secuencia del genoma o muchas de ellas y hacer una biblioteca de proteínas para la detección con una velocidad, rentabilidad y precisión sin precedentes, lo que permite el descubrimiento rápido de biomoléculas potencialmente beneficiosas de un genoma.
Al realizar su investigación, casualmente resolvieron un problema de larga data en el campo de la secuenciación del genoma. Cuando se trata de la secuenciación genética de genomas individuales, el estándar de oro actual es secuenciar pequeños trozos de ADN uno por uno y superponerlos para trazar el mapa completocódigo genómico. Pero las lecturas cortas pueden ser difíciles de interpretar durante el proceso de superposición y no ha habido una forma de secuenciar fragmentos largos de ADN de una manera específica y más eficiente. Las sondas LASSO pueden hacer exactamente esto, capturando objetivos de ADN de más de1,000 pares de bases de longitud donde el formato actual captura aproximadamente 100 pares de bases.
El equipo también informó la captura y clonación de la primera biblioteca de proteínas, o conjunto de proteínas, de una muestra de microbioma humano. Arrojar luz sobre el microbioma humano a nivel molecular es un primer paso para mejorar los esfuerzos de medicina de precisión que afectan al microbianoParekkadan agregó que las comunidades que colonizan nuestro intestino, piel y pulmones. La medicina de precisión requiere una comprensión profunda y funcional, a nivel molecular, de los impulsores de la microbiota sana y formadora de enfermedades.
Hoy, la industria farmacéutica examina bibliotecas químicas sintéticas de miles de moléculas para encontrar una que pueda tener un efecto medicinal, dijo Parekkadan, quien se unió a la Escuela de Ingeniería de Rutgers en enero.
"Nuestra visión es aplicar el mismo enfoque pero detectar rápidamente moléculas no sintéticas, biológicas o 'naturales' clonadas de genomas humanos u otros, incluidos los de plantas, animales y microbios", dijo. "Esto podría transformar el fármaco farmacéuticodescubrimiento en descubrimiento de drogas biofarmacéuticas con mucho más esfuerzo "
La siguiente fase, que está en marcha, es mejorar el proceso de clonación, construir bibliotecas y descubrir proteínas terapéuticas que se encuentran en nuestros genomas, dijo Parekkadan.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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