NanoBarcodes para las Únicas Biomoléculas

por el Dr. Krassen Dimitrov

El Dr. Krassen Dimitrov, Arranque De Cinta del Grupo, Única Nanotecnología de la Molécula, Instituto Australiano para la Bioingeniería y Nanotecnología, La Universidad de Queensland
Autor Correspondiente: k.dimitrov@uq.edu.au

Marcóth 29 de diciembre de 2009 el quincuagésimo aniversario de Richard Feynman que hacía la pregunta famosa1: ¿Por Qué no podemos escribir los 24 volúmenes enteros de la Enciclopedia Brittanica en el jefe de un contacto? El físico legendario de Caltech figuró que el tipo regular necesitaría ser encogido por 1/25,000 para lograr la hazaña. Él ofreció un precio $1.000 para la primera demostración experimental, que fue hecha en 1985 por el Tomo Newman, un estudiante de postgrado de Stanford.

Cincuenta años asientan la conferencia de Feynman, y 25 años después de la demostración de Newman, hay una área donde nuestra capacidad de encoger la encarnación física de la información codificada a tales nanodimensions está demostrando ser crítica: en barcoding y marcar con etiqueta de biomoléculas individuales.

Las Biomoléculas - proteínas, DNAS, RNAs, lípidos, azúcares - son los portadores físicos de la información biológica en cada organismo vivo. La capacidad de detectar y de inventorize estas moléculas es necesaria si debemos quebrar los algoritmos por los cuales los sistemas biológicos operatorio, y quizás más importantemente, ellas las maneras de las cuales estos algoritmos están fragmentados en la época de la enfermedad.

El Ácido Desoxirribonucléico (DNA), es las moléculas dentro de las células que llevan la información genética y la pasan a partir de una generación al siguiente.

El Ácido Ribonucleico (ARN), es uno de dos tipos de ácido nucléico hechos por las células. El ARN contiene la información que se ha copiado de la DNA (el otro tipo de ácido nucléico). Las Células hacen varios diversos formularios del ARN, y cada formulario tiene un trabajo específico en la célula. Muchos formularios del ARN tienen funciones relacionadas con la fabricación de las proteínas. El ARN es también el material genético de algunos virus en vez de DNA. El ARN se puede hacer en el laboratorio y utilizar en estudios de la investigación.

El Marcar con etiqueta de biomoléculas individuales con los nanobarcodes fácilmente perceptibles activa su contar y cuantificación digitales directos. Esto es un concepto fundamental diverso de usar partículas “con código de barras” functionalized como tubos de ensayo miniatura, en la superficie cuyo un análisis analogico-basado estándar de la detección puede ser realizado. En contraste con tales métodos analogicos, el contar digital directo ofrece todas las ventajas asociadas a otras tecnologías digitales: exactitud a bajo costo, sensibilidad, y (por lo menos en teoría) rango dinámico infinitamente ensanchable.

Estaba en 2000 en Seattle cuando inventé “nanostring”, 2 un nanobarcode fluorescente para las únicas biomoléculas, que puesto que ha dado lugar a un producto comercial3 encontrar aplicaciones diversas en biología de sistemas. Por ejemplo, los científicos del Instituto y del M.I.T Amplios han utilizado los códigos de barras de NanoString para hacer preguntas detalladas acerca de cómo nuestro sistema inmune responde a los retos patógenos para4 él es el método de detección que dicta qué nanostructures necesitarían ser sintetizados como códigos de barras.

Usando escrituras de la etiqueta de la fluorescencia codificar la información en un nanobarcode tiene ventajas múltiples y una limitación sustancial: Límite de la difracción de Raleigh. En 1959 Feynman previo que un microscopio electrónico sería utilizado a la información de la lectura codificada en nanostructures, con la resolución excediendo el de la detección óptica. Con Todo, la microscopia electrónica sigue siendo una técnica costosa y sofisticada, inadecuada para los laboratorios clínicos y las oficinas del médico.

El Dr. Krassen Dimitrov y sus colegas en el Único grupo de la Nanotecnología de la Molécula ahora está trabajando en los nuevos métodos para la detección electrónica de los nanobarcodes, que ofrecerán más de alta resolución que fluorescencia, con todo en los costos muy bajos.


Referencias

1. http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
2. Métodos para la detección y la cuantificación de analitos en mezclas complejas. Patente 7473767 de Estados Unidos
3. Geiss G.K., Bumgarner R.E., y otros, Direct multiplexó la medición de la expresión génica con pares con código de color de la antena. Biotecnología 26, 317 - 325 de la Naturaleza (2008).
4. Amit I., Garber M., y otros, Reconstrucción Imparcial de las Reacciones Transcriptivas Mamíferas de la Red un Patógeno de la Mediación. 9 de octubre 2009; No. 5950, Págs. 257 - 263 del Vol. 326.

Derechos De Autor AZoNano.com, el Dr. Krassen Dimitrov (La Universidad de Queensland)

Date Added: Apr 18, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:55

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