Гены держат кодекс ДНК для производства всех белков клетки. Чтобы начать этот процесс, гены должны сначала быть расшифрованы от ДНК в РНК. Это требует огромной семьи связывающих белков ДНК, названных транскрипционными факторами, которые, учитывая их важность в экспрессии гена, представляют огромный интерес для биологов сегодня.
Однако из-за их чистого числа, их способность объединиться в различные пары и техническую трудность, чтобы изучить их связывающие ДНК свойства в лаборатории, мы все еще знаем очень мало о многих транскрипционных факторах несмотря на обширные усилия. Теперь, ученые EPFL развивали основанную на микрогидродинамике технику, которая может значительно ускорить процесс с минимумом материалов, необходимых, и это может быть расширено на другие молекулы и взаимодействия РНК белка исследования, например, анализа. Издавая по своей природе Методы, исследователи уже использовали технику, чтобы определить ДНК обязательные свойства более чем 60 транскрипционных факторов включая девять новых.Транскрипционные факторы
Млекопитающие – включая людей – имеют между 1300-2000 транскрипционными факторами, многие из которых объединяются с другими в «heterodimers», чтобы связать гены и вызвать их транскрипцию в РНК. Так как один транскрипционный фактор может разделить на пары с различными в зависимости от типа клетки, в котором они активны, количество возможных комбинаций может быть очень высоким.Но недостаточно просто знать идентичность транскрипционных факторов и кто из них разделяет на пары; мы также должны понять их связывающие ДНК свойства, такие как их близость и специфика для ДНК – и это также включает heterodimers.
Это ключевое, если мы должны когда-либо эксплуатировать транскрипционные факторы в биотехнологических или фармацевтических целях в будущем. Но также очень трудно сделать экспериментально, так как это требует относительно больших сумм твердо делаемых транскрипционных факторов.Короче говоря, профилирование транскрипционных факторов является укрощением и очень сложной задачей.
Есть несколько баз данных, которые перечисляют ДНК обязательные свойства, но всего они покрывают только приблизительно 500 единственных транскрипционных факторов и только часть heterodimers, которые, как оценивается, располагаются между 3 000 и 25,000. Понятно, прогресс этой области медленный, и доступные профили в этих базах данных имеют тенденцию иметь только medicocre количественную стоимость с точки зрения предсказания целевых генов для этих транскрипционных факторов.
Подход микрогидродинамикиЛаборатория Барта Деплэнка в Институте EPFL Биотехнологии теперь изобрела новую технику под названием УЛЫБКА-seq, которая может значительно ускорить процесс с только крошечными суммами необходимых транскрипционных факторов. Техника использует микрогидродинамику, которая является наукой об управлении крошечными количествами жидкостей в одинаково крошечных местах.
Микрогидродинамика – быстрое становление область превосходства в EPFL, объединяя много различных областей и дисциплин.УЛЫБНИТЕСЬ-seq работы, приложив небольшие количества транскрипционного фактора (или факторы, исследуя heterodimers) в микрожидком устройстве – это – чип с каналами размера микрометра, которые позволяют жидкости течь через.
Как только транскрипционные факторы присоединены к поверхности чипа, крупная библиотека случайной ДНК мягко накачана на чип и потоки по ним. Это позволяет транскрипционным факторам признавать свои соответствующие последовательности ДНК. После того комплекс ДНК транскрипционного фактора физически пойман в ловушку, роняя микрожидким образом управляемую кнопку, в то время как ДНК, которая не связана, просто смыта.
Затем, связанная ДНК взята от устройства и подготовлена к тому, что она упорядочила, чтобы определить, какая часть его была поймана транскрипционными факторами. Эта информация подана в специализированное программное обеспечение, которое позволяет исследователям разрабатывать связывающие ДНК свойства транскрипционных факторов или heterodimers. В свою очередь это помогает лучше предсказать их в естественных условиях связывающие ДНК профили.
Использование микрогидродинамики в УЛЫБКЕ-seq предлагает три главных преимущества: Во-первых, это сокращает сумму транскрипционных факторов, необходимых для этого типа эксперимента, поскольку этому только нужен picograms их. Во-вторых, это значительно ускоряет процесс от дней до меньше чем часа.
И наконец, УЛЫБКА-seq не ограничена ни длиной целевой последовательности ДНК, и при этом на это не оказывают влияние к более сильным взаимодействиям ДНК белка близости, как текущие методы могут быть.Команда Деплэнка использовала УЛЫБКУ-seq на 67 человеке во всю длину, мыши и транскрипционных факторах Дрозофилы, успешно анализируя несколько, которые никогда не изучались прежде.
В будущем он намеревается эксплуатировать многосторонность техники в другие молекулы, такие как РНК. Его команда подала патент, и запуск находится в работах, чтобы взять технологическое понятие УЛЫБКИ-seq в коммерческий мир.