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Posted in | Nanosensors | Lab on a Chip

Revela biochip "huellas digitales" de las amenazas bioquímicas

Published on March 23, 2010 at 6:58 PM

Argonne bioquímico Daniel Schabacker podría ser considerado como un Sherlock Holmes del bioterrorismo. A pesar de que no lleva alrededor de un vaso tubo y de aumento en su intento de atrapar al culpable, que cuenta con una herramienta deductiva mucho más poderoso: el biochip.

Argonne biólogo Dan Schabacker carga un biochip en un lector para su análisis.

El biochip ofrece Schabacker y sus colegas en la Universidad de Loyola (Illinois) la oportunidad de determinar las "firmas" de weaponizable agentes biológicos, en particular ántrax. Mientras que algunos científicos han utilizado el análisis de ADN para identificar la cepa de ántrax, los biochips de ayudar a los científicos y funcionarios gubernamentales para conocer cómo el ántrax se cultiva, la reducción de la lista de sospechosos potenciales. Este proyecto, iniciado sólo en el último par de años, es un ejemplo del floreciente campo de la ciencia forense microbiana.

"Forense microbiana es uno de los mayores temas en la lucha contra el terrorismo hoy en día, y uno de los mayores retos en el tratamiento de bioterrorismo", dijo Schabacker. "El análisis proteómico que somos capaces de hacer con nuestros biochips proporciona un conjunto nuevo y diferente de la información sobre agentes biológicos de lo que había podido ver antes, sino que nos puede proporcionar una huella digital completa del organismo que puede utilizar para identificar de forma concluyente su origen. "

De acuerdo con Schabacker, el análisis del ADN representa casi la totalidad de la metodología que actualmente soporta forense microbiana. "El problema con sólo mediante análisis de ADN es que sólo te dice lo que la tensión que estamos tratando, y las tensiones pueden ser compartidos entre varias agencias o instituciones. No puede haber una docena de laboratorios que comparten todos la misma cepa", dijo. "El material genético de la proteína no cambia en función de cómo crece, pero las proteínas - y que la información es muy importante."

Porque las proteínas de patógenos en posesión de un tipo completamente separada de la información, Schabacker cree que los dos enfoques aplicados en conjunto podría generar una amplia base de datos de las culturas diferentes ántrax. "El objetivo final de este proyecto es que seamos capaces de construir una biblioteca de firmas para todas las variedades de ántrax común", dijo Schabacker.

Desarrollados en la primera parte de la década originalmente como una herramienta de diagnóstico, un biochip consiste en un un centímetro por un centímetro amplia que contiene en cualquier lugar entre varias docenas y varios cientos de "puntos" o pequeñas gotas. Cada una de estas gotas contiene un ácido única proteína, anticuerpo o nucleicos que se adhiera a un reactivo particular.

Los científicos obtienen las proteínas ántrax para llenar los pozos a través de un proceso llamado fraccionamiento. En esencia, los científicos abren la bacteria del ántrax uso de productos químicos y absorben las proteínas. A continuación, picar las proteínas y el uso de otro proceso químico para separar los fragmentos de proteínas individuales según su peso molecular.

Este proceso crea cientos de fracciones de proteína por separado, que se disponen en un biochip que contiene un solo de 96 y rejillas. Una vez que los pozos de los biochips están llenos de fracciones de proteína, los científicos pueden utilizar diferentes productos químicos o reactivos, para poner a prueba los microarrays al igual que un detective de polvo para las huellas dactilares. Al igual que una entrevista con la policía con un sospechoso, este proceso químico se conoce como "interrogatorio". Cuando un reactivo interactúa con un fragmento de proteína en particular, que así se "encienden", la creación de parte de la firma de proteínas.

Aunque la tecnología biochip tiene el potencial de desarrollo de firmas de proteínas de apenas alrededor de cualquier agente biológico, Schabacker y Loyola Driks profesor Adán han dedicado su atención inicial al principio de ántrax, ya que es relativamente fácil de fabricar y se dispersaron.

"Ántrax es una bacteria muy indulgente - que va a crecer en un montón de diferentes condiciones", dijo Schabacker. "Es probablemente el único patógeno más atractivas de elección a los terroristas que no tienen una gran cantidad de equipos muy costosos o experiencia."

Un experto en ántrax, Driks y su laboratorio pionero en el análisis forense de la envoltura de la espora de la bacteria. Schabacker combinado la tecnología biochip con la tecnología de fraccionamiento Eprogen, proporcionando un nexo que conecta la investigación del gobierno, la academia y la industria.

Last Update: 14. October 2011 09:46

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