Archivos mensuales: junio 2019

Microscopía de ADN: una nueva forma de ver a las células

#Noticiasgeneticas

Hasta ahora, la microscopía encaja en dos categorías principales. La primera se basa en la óptica; La microscopía de luz, por ejemplo, se remonta al siglo XVII y se basa en la luz visible para iluminar las muestras. La segunda categoría se basa en muestras de disección en ubicaciones definidas por un microscopio. Luego, los programas de computadora unen cada pieza diseccionada en una imagen completa de la muestra intacta.

La imagen óptica puede ofrecer retratos complejos de acción y estructura subcelular. La microscopía basada en disección puede dar a los científicos información genética. Weinstein y sus colegas en el Instituto de Tecnología de Massachusetts querían hacerlo todo de una vez: tome una instantánea de la posición de una célula y explique las secuencias genéticas específicas que la impulsan.

Ese combo es importante para los científicos que estudian genéticamente diversos conjuntos de células. El sistema inmunológico es un ejemplo perfecto, dice Weinstein. Los genes de células inmunitarias pueden variar hasta una sola letra de ADN. Cada variación puede desencadenar un cambio dramático en el tipo de anticuerpos que produce una célula. Donde esa célula se encuentra dentro de un tejido también puede alterar la producción de anticuerpos.

Si te enfocas solo en uno u otro, «solo estás obteniendo una parte de la imagen», dice.

Cómo funciona

Primero, los científicos toman células cultivadas en el laboratorio y las colocan en posición en una cámara de reacción. Luego, agregan una variedad de códigos de barras de ADN. Estos se adhieren a las moléculas de ARN, dando a cada uno una etiqueta única. Luego, el equipo usa una reacción química para hacer más y más copias de cada molécula marcada, una pila creciente que se expande desde la ubicación original de cada molécula.

«Imagine cada molécula como una torre de radio que emite su propia señal hacia el exterior», dice Weinstein.

Finalmente, las moléculas marcadas chocan con otras moléculas marcadas, lo que las obliga a unirse en pares. Las moléculas ubicadas cerca unas de otras serán más propensas a colisionar, generando más pares de ADN. Las moléculas más separadas generarán menos pares.

Una máquina de secuenciación de ADN deletrea las letras de cada molécula dentro de la muestra, lo que demora hasta 30 horas. Un algoritmo que el equipo creó luego decodifica los datos, que en el documento representan aproximadamente 50 millones de letras de ADN de secuencias genéticas de cada espécimen original, y convierte los datos sin procesar en imágenes.

«Básicamente, puedes reconstruir exactamente lo que ves bajo un microscopio de luz», dice Weinstein.

Los dos métodos son complementarios, añade. La microscopía de luz puede ver bien las moléculas incluso cuando están dispersas dentro de una muestra, y la microscopía de ADN se destaca cuando las moléculas son densas, incluso apiladas una encima de otra.

Él cree que la microscopía de ADN podría algún día permitir que los científicos aceleren el desarrollo de tratamientos de inmunoterapia que ayuden a los sistemas inmunológicos de los pacientes a combatir el cáncer. El método podría identificar las células inmunitarias más adecuadas para atacar a una célula cancerosa en particular, dice.

Cada célula tiene una composición única de letras de ADN, o genotipo, dice Zhang. «Al capturar información directamente de las moléculas que se están estudiando, la microscopía de ADN abre una nueva forma de conectar el genotipo con el fenotipo».

Las posibilidades con esta categoría de microscopía están abiertas y se espera que despierte la imaginación, que la gente se inspire con ideas geniales en las que nunca hayamos pensado.

Para mas información:

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30547-1

https://www.hhmi.org/news/dna-microscopy-offers-entirely-new-way-to-image-cells?fbclid=IwAR2SVW10BCwrKWfegSDydfblgUyX__hh0ZElqLNXFJjBy2iA3jPr_gKrrkQ

Plasma para el tratamiento de infecciones y la resistencia bacteriana

#Noticiasgeneticas

Teniendo en cuenta el porcentaje cada vez mayor de bacterias que son resistentes a los antibióticos, el interés en el uso médico del plasma está aumentando.

En un estudio publicado ayer en la revista Journal of the Royal Society Interface, los investigadores probaron si las bacterias también pueden desarrollar resistencia contra los plasmas. El equipo de investigación, con sede en la Universidad Ruhr de Bochum, identificó 87 genes de la bacteria Escherichia coli que potencialmente protegen contra componentes efectivos del plasma.

Los plasmas se crean a partir de gas que se bombea con energía. Hoy en día, los plasmas ya se usan contra patógenos multirresistentes en aplicaciones clínicas, por ejemplo, para tratar heridas crónicas. » plasmas proporcionan un complejo cóctel de componentes, muchos de los cuales actúan como desinfectantes.

Para descubrir si las bacterias desarrollarían resistencia contra los efectos de los plasmas, los investigadores analizaron todo el genoma de E. coli para identificar los mecanismos de protección existentes. La resistencia significa que un cambio genético hace que los organismos se adapten mejor a ciertas condiciones ambientales.

Para su estudio, los investigadores utilizaron cepas knockout de E. coli, a las que les faltaba un gen específico en su genoma. Expusieron cada mutante al plasma y controlaron si las células seguían proliferando después de la exposición.

Se demostró que 87 de las cepas knockout eran más sensibles al tratamiento con plasma que la cepa normal (con el genoma completo).

Posteriormente, los investigadores analizaron los genes faltantes en estas 87 cepas y determinaron que la mayoría de esos genes protegían a las bacterias contra los efectos del peróxido de hidrógeno, el superóxido y el óxido nítrico.

Esto significa que estos componentes del plasma son particularmente efectivos contra las bacterias. Sin embargo, también significa que los cambios genéticos que resultan en un aumento en el número o actividad de los productos génicos respectivos son más capaces de proteger a las bacterias de los efectos del tratamiento con plasma.

El equipo demostró que este es el caso. La proteína de choque térmico Hsp33, codificada por el gen hslO, protege a las proteínas de E. coli de la agregación cuando se las expone al estrés oxidativo, es decir, durante el tratamiento con plasma, esta proteína se activa y protege a las otras proteínas de E. coli y, en consecuencia, a la célula bacteriana.

Un aumento en el volumen de esta proteína por si sola produce una resistencia al plasma ligeramente mayor. Se puede esperar una resistencia al plasma considerablemente mayor cuando los niveles de varias proteínas protectoras aumentan simultáneamente.

Para mas información: https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2018.0966

RNAs pequeños neuronales regulan la conducta transgeneracionalmente

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¿Se puede heredar la actividad del sistema nervioso? En gusanos parece ser que si. Investigadores de la Universidad de Tel Aviv en Israel demostraron que en el nematodo Caenorhabditis elegans las reacciones de los padres pueden ser transmitidas al heredar a su progenie RNAs pequeños que son capaces de regular transgeneracionalmente la expresión de genes.

En este estudio se observó que un proceso neuronal puede impactar a las siguientes generaciones. La síntesis del RNA pequeño RDE-4 neurona específico es capaz de regular a RNAs de interferencia (siRNA) endógenos de la línea germinal y regular la expresón génica de la línea germinal por varias generaciones.

Además, la producción de RNAs pequeños en neuronas controla la conducta de quimiotaxis de la progenie por al menos 3 generaciones por medio la proteína argonauta HRDE-1 en la línea germinal. Entre los blancos de estos RNAs pequeños se ha indentificado al gen saeg-2, el cual es parcialmente inhibido transgeneracionalmente en la línea germinal.

En pocas palabras los autores de este trabajo proponen un novedoso mecanismo basado en RNAs pequeños que hace posible el proceso de comunicación neuronal a traves de las generaciones que controla la conducta.

Para mas información: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30448-9?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867419304489%3Fshowall%3Dtrue

Ya es posible modificar el genoma de células madre y células progenitoras en un organismo vivo.

#Noticiasgeneticas

El suministro in vivo de enzimas modificadoras del genoma es una posibilidad importante para aplicaciones terapéuticas y la selección genética funcional. La modificación de células madre de tejido endógeno, podría proporcionar una fuente duradera de reemplazo de células durante la homeostasis y por esta razón, es de particular interés.

Un grupo de investigadores del Instuto Beckman utilizó un sistema de indicador fluorescente Cre / lox para probar la eficacia de la modificación del genoma después de la transducción in vivo por virus adenoasociados en células madre de tejidos y células progenitoras tisulares.

Las tasas de modificación del genoma que se alcanzaron a través de este sistema fueron superiores al 60%, y las células modificadas conservaron propiedades funcionales clave.

Este estudio establece una poderosa plataforma para alterar genéticamente los progenitores tisulares dentro de su nicho fisiológico, al tiempo que conserva sus propiedades nativas de las células madre y sus interacciones reguladoras.

Para mas información: https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(19)30452-8