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Le lucciole possono fare la luce sui sistemi diagnostici

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Nella biologia e nella medicina, dobbiamo spesso rilevare le molecole biologiche.

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Per esempio, nei sistemi diagnostici del cancro, i medici hanno bisogno dei sensi rapidi e certi di sapere se le cellule del tumore sono presenti nel corpo del paziente. Anche se tali metodi di rilevazione esistono, richiedono spesso molto tempo, lavoro e soldi. Gli scienziati di EPFL chimicamente tweaked l'enzima responsabile della luce delle lucciole per farlo “fiutare fuori„ le molecole biologiche dell'obiettivo e dare fuori un segnale chiaro. Il risultato è un sistema di rilevazione poco costoso, semplice ed altamente esatto che può cambiare il fronte del campo. L'opera, ora parte di una partenza di EPFL, è pubblicata nelle comunicazioni della natura.

Il laboratorio di Kai Johnsson a EPFL, principale da Alberto Schena e da Rudolf Griss, poteva aggiungere una piccola modifica chimica sul luciferase degli enzimi, che produce la luce delle lucciole. La modifica rileva una proteina dell'obiettivo e il luciferase dà fuori un segnale chiaro che può essere veduto con un occhio nudo.

La squadra ha dimostrato la perizia in questo campo: in 2014, hanno sviluppato un rapido e molecola che facile quello ha condotto ad un'azienda startup, Lucentix di droga-controllo. Pensando fuori della scatola, hanno escluso i dolori dell'ingegneria della proteina complessivamente: invece di mutazione del luciferase per renderlo sensibile per una proteina dell'obiettivo? quale richiederebbe i lavori enormi? lo hanno attaccato semplicemente ad una piccola modifica chimica.

La modifica funge da interruttore: ostruisce il luciferase, impedicente la la produzione della luce. Quando la modifica rileva la relativa proteina dell'obiettivo, attacca a quella preferibilmente, rimuovendo il blocco dal luciferase. Di conseguenza, il luciferase è libero di accendere le luci, che è il segnale che l'obiettivo è stato trovato. In breve, gli scienziati hanno generato una soluzione chimica per un problema biologico.

“Potete pensare al luciferase etichettato come molecola del cyborg,„ dice Johnsson. “Bio- mezzo, a metà sintetico. Come potreste rendere il luciferase sensibile alla presenza di altra proteina appena con le mutazioni? È molto lavoro. Con questo trucco chimico, tutto che dobbiamo preoccuparci circa sta progettando una modifica adatta che può riconoscere la proteina dell'obiettivo.„

L'attivazione del luciferase quando rileva la relativa proteina dell'obiettivo è abbastanza drammatica vedere con un occhio nudo. Ciò significa che il sistema non richiede i dispositivi costosi e complicati della lettura.

Ma il successo ha implicazioni più larghe. “Questo è un disegno generalizzato,„ dice Johnsson. “Mostra come potete sfruttare la chimica sintetica per generare le proteine specializzate del biosensore.„