Forma eficiente para produzir proteínas para uso em medicina ou indústria, sem a utilização de células vivas

Published on April 1, 2009 at 6:31 PM

Um novo método desenvolvido pela Cornell engenheiros biológica oferece uma maneira eficiente para produzir proteínas para uso na medicina ou na indústria, sem a utilização de células vivas. As proteínas produzidas dessa maneira incluem muitos que não podem ser produzidos por biotecnologia atual.

Almofadas da P-gel, cada um cerca de 1 milímetro quadrado, em que o DNA tem sido incorporado ao código para um composto fluorescente.

Os métodos atuais empregam cubas de bactérias geneticamente modificadas ou células de mamíferos que preparar proteínas para produtos farmacêuticos, tais como insulina ou hormônio de crescimento humano. Mas existem muitas proteínas que as bactérias ou células não podem tolerar. Agentes antimicrobianos, por exemplo, são destinadas a matar as bactérias e isso seria matar o hospedeiro. E muitas proteínas-chave que são importantes na regulação da vida normal de uma célula também matar o hospedeiro se overproduced dentro de uma célula.

Os pesquisadores têm tentado DNA mistura que codifica a proteína desejada com os aminoácidos das proteínas que são feitos juntamente com os ribossomos (estruturas celulares que montam proteínas) e produtos químicos auxiliares outros num tubo de ensaio. Cornell é mais rápido, mais eficiente processo de tece o DNA de codificação em um gel artificiais de DNA sintético.

O processo é descrito na 29 de março edição online da revista Nature Materials por Dan Luo, Cornell professor adjunto da engenharia biológica e ambiental, e colegas, e irá aparecer em uma próxima edição impressa.

Grupo Luo foi pioneiro no uso de DNA sintético como material de construção de auto-montagem. Fitas de DNA que são projetados para serem complementares sobre uma pequena parte do seu comprimento pode unir-se em várias formas. Nesta aplicação, eles formam cruzes, que por sua vez, em ligação em suas extremidades para formar uma matriz 3-D. Isso faz com que um hidrogel, um material esponjoso que absorve a água sem se dissolver na água.

Para fazer um gel de proteínas produtoras, o que chama de Luo P-gel, o DNA sintético também é feita para incluir seqüências que se juntam aos fins de plasmídeos - filamentos de DNA que codificam para a proteína desejada. Uma mistura de DNA em forma de X e plasmídeo, em seguida, reúne em um gel com genes que codificam para a proteína desejada integrada por toda parte. Para aumentar a área de superfície para a reação, pequenas gotas do P-gel são moldadas em pastilhas de cerca de 1 milímetro quadrado de 20 microns (milionésimos de metro) de espessura. Várias centenas de almofadas são então colocados em uma solução de aminoácidos e proteínas de tomada de máquinas extraído de células vivas.

O resultado, relatórios Luo, é a produção de proteínas de até 300 vezes mais eficiente do que quando as mesmas reações são realizadas com o DNA flutuar livremente na mesma solução. O sistema tem sido testado com 16 proteínas, incluindo vários que são tóxicos ou de outra forma seria impossível fazer em células vivas.

Trabalhadores no laboratório de Luo passaram quase um ano tentando variações do processo para descobrir por que ela funciona tão bem e sugerir várias razões: Genes bloqueado no hidrogel são protegidos contra danos que possam sofrer quando flutuação livre, mais DNA muito pode ser embalado em a P-gel que pode ser dissolvido em uma determinada quantidade de solução, e porque os genes são próximos um do outro, as enzimas que participam no processo de transcrição permanecer por perto e pode executar mais rapidamente.

Luo, Alan Biloski, Ph.D. '82, Um conferencista sênior na Escola Johnson, e dois outros sócios formaram DNANO, uma empresa para explorar aplicações comerciais do processo P-gel e outras aplicações de materiais de DNA.

A pesquisa é apoiada pela National Science Foundation, o Departamento de Agricultura dos EUA e da New York State Fundação para a Ciência, Tecnologia e Inovação.

Last Update: 6. October 2011 03:15

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