Roboter belauschen Mobilfunkgespräche

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Anonim

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, die "Gespräche" aufzuzeichnen, die gleichzeitig zwischen Tausenden von Molekülen innerhalb einer einzigen Zelle stattfinden.

Wissenschaftler, die von den National Institutes of He alth unterstützt werden, haben in Zusammenarbeit mit der CuraGen Corporation aus New Haven, Connecticut, mithilfe von Robotern das Geschehen Tausender einzelner Bäckerhefezellen überwacht, die auf einem kleinen Plastikgitter wachsen biologischer Meilenstein bei der Bestimmung, welche Moleküle in einer Zelle durch physischen Kontakt mit anderen „sprechen“.

Ohne einen automatisierten Ansatz wäre die Suche nach allen physikalischen Kontakten zwischen den Proteinprodukten von Tausenden von Genen in einer Hefezelle ein mühsam langsamer Prozess.

Auch wenn die Forscher nur einen Bruchteil – ungefähr tausend – solcher körperlichen Kontakte entdeckten, wird erwartet, dass die Auswirkungen des neuen Ansatzes erheblich sind.

"Wissenschaftler auf der ganzen Welt, die mit Hefe arbeiten, können diese Informationen nutzen", sagte Dr. Stanley Fields von der University of Washington, einer der leitenden Autoren der Veröffentlichung. Die Arbeit erscheint in der Nature-Ausgabe vom 10. Februar und ist auf dem Cover der Zeitschrift zu sehen.

Bäckerhefe - Forschern als Saccharomyces cerevisiae bekannt - ist ein Laborliebling für Tausende von Wissenschaftlern, die Geheimnisse der Biologie erforschen, von denen eine große Anzahl für das Verständnis der menschlichen Gesundheit und Krankheit von Bedeutung ist. Obwohl primitiv, teilen Hefezellen eine außerordentliche Anzahl wichtiger Ähnlichkeiten mit höher entwickelten Arten, einschließlich Menschen.

"Mithören", welche Proteine ​​physisch mit anderen Proteinen kommunizieren, ist eine entscheidende Aufgabe für Forscher, da alle Zellen auf umfangreiche und andauernde molekulare Diskussionen angewiesen sind, um die Funktionen des Lebens auszuführen - alles von der Atmung bis zum Gedächtnis.

Andere Wissenschaftler haben leistungsstarke Ansätze entwickelt, um zu bestimmen, welche der Tausende von Genen in einer bestimmten Zelle "angesch altet" sind, aber sie hatten kein "Leitfaden", der ihnen sagt, welche Genprodukte sich wahrscheinlich berühren.

"Jetzt haben sie einen", sagte Dr. James Anderson, ein Molekularbiologe am National Institute of General Medical Sciences, einer der NIH-Komponenten, die die Studie finanziert haben. „Die Arbeit von Dr. Fields fügt dem Puzzle der genetischen Informationen, die wie ein riesiges Durcheinander von Buchstaben und Wörtern erscheinen, ein wesentliches Stück hinzu“, fügte er hinzu.

Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie besuchen eine Bibliothek voller Bücher, die Sie nicht lesen können. In gewisser Weise ist dies das wissenschaftliche Dilemma, vor dem Biologen auf der ganzen Welt stehen. Forscher haben Bootsladungen genetischer Informationen zur Hand – Milliarden von DNA-Buchstaben, die die Anweisungen für das Leben in so unterschiedlichen Organismen wie Hefen, Würmern, Fliegen und Menschen enth alten.Das Problem ist, dass größtenteils niemand weiß, was all diese Gene bewirken. Und selbst in den Fällen, in denen Wissenschaftler etwas wissen, ist es noch rätselhafter, wie Zellteile miteinander kommunizieren, oft durch physischen Kontakt.

Dr. Das Team von Fields und seine Kollegen von CuraGen führten die Arbeit durch die Automatisierung hochmoderner, aber häufig verwendeter molekularbiologischer Techniken durch. Die Forscher verwendeten zwei verschiedene Ansätze, um das Problem anzugehen. Jedes war eine automatisierte Strategie, bei der eine Testzelle nur überlebt, wenn sie Proteine ​​enthält, die sich berühren.

Laut Dr. Fields war das Schlüsselelement, das ihre derzeitige Forschungstour de Force untermauerte, die Verfügbarkeit der gesamten DNA-Sequenz des Genoms der Bäckerhefe und die Fähigkeit, die Gene zu erkennen. Wenn Forschern in den nächsten Jahren die vollständige Sequenz des menschlichen Genoms zur Verfügung steht, prognostiziert Dr. Fields, wird eine ähnliche Strategie unter Verwendung menschlicher Zellen möglich sein.

"Es ist nur eine Frage der Vergrößerung", sagte er.

Zusätzlich zu NIGMS stellte auch das National Center for Research Resources (NCRR) der NIH zusammen mit dem Howard Hughes Medical Institute und dem Merck Genome Research Institute Mittel für die Arbeit bereit.

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