Deniz Biyolojik Laboratuvarı’ndan (MBL) uluslararası bir araştırmacı grubu, polarize floresan teknolojisini çift taraflı bir ışık mikroskobu (DISPIM) ile birleştiren bir hibrid mikroskop geliştirmiştir. Yeni cihaz ilk kez aynı anda üç boyutlu bir yönelim ve bir grup molekülün, örneğin hücrelerin içindeki protein kılıçlarının pozisyonunu gözlemlemenizi sağlar.

“Görülemeyen önemli biyolojik süreçler var, sadece molekülün pozisyonundaki değişikliği gözlemliyor,” diye açıklıyor Cendler’in CZ Biohub’u San Francisco’nun ilk yazarı.

Yeni bir mikroskopun kullanımının bir örneği, bölünen bir hücrenin milinin incelenmesi, araştırmacılar için uzun zamandır karmaşık kalan bir görevdir. Çalışmanın ortak yazısına göre, polarize ışık da dahil olmak üzere geleneksel mikroskopi olan kıdemli araştırmacı MBL Rudolf Oldenburg, milini sadece görüntüleme yönüne dik olduğunda incelemenize izin verir. Uçak eğimli olduğunda, elde edilen veriler belirsiz hale gelir. Yeni araç, eğimi ayarlamanıza ve aynı zamanda iş mili moleküllerinin (mikrotübüller) üç boyutlu yönünü ve konumunu düzeltmenizi sağlar.

Mikroskop oluşturma fikri, bilim adamlarının özel olarak tasarlanmış bir Dismim mikroskobu ile çalıştığı 2016’da ortaya çıktı. Bu mikroskobun tuhaflığı, numune üzerinde dik açıda bulunan iki optik parçanın varlığında yatar, bu da numunenin bir görüntüsünü iki açıdan aydınlatmanıza ve almanıza izin verir. Tartışma sırasında bilim adamları, bilateral bir mikroskopun, örneğin ışığın yayılması yönünde polarize ışıkla etkili aydınlatma karmaşıklığı ile ilişkili polarizasyon ışık mikroskopisinin kısıtlamasını da çözebileceğini fark ettiler.

Araştırmacı ekibi, giriş polarizasyonunun yönünü değiştirmek için Dismim’i sıvı kristallerle donattı. Cendler ve Miner Go Cart, veri rekonstrüksiyon algoritmaları üzerinde önemli çalışmalar yapmış, henüz moleküler yönelim ve konumun tam üç boyutlu rekonstrüksiyonları elde etme hedefine henüz ulaşmamıştır.

Şu anda, ekip canlı örneklerdeki yapıların konumunda ve yönündeki değişiklikleri gerçek zamanlı olarak gözlemlemek için sistemin hızını artırmaya çalışıyor. Araştırmacılar ayrıca yeni floresan probların geliştirilmesinin, daha geniş bir biyolojik yapı spektrumunu görselleştirmek için sistemlerinin kullanılmasına izin vereceğini umuyor.

NASA tarafından finanse edilen yeni bir araştırma, Dünya’daki yaşamın kökenlerini şekillendirmiş olabilecek moleküler süreçlerle ilgili bulguları gözlemledi. Nature Communications’da yayınlanan araştırma, DNA’dan önce geldiğine inanılan bir molekül olan ribonükleik asidin (RNA), amino asitlerin sol veya sağ elli versiyonlarını üretmede doğal bir eğilim göstermediğini öne sürüyor. Bu, yaşamın proteinlerinde neden ağırlıklı olarak sol-elli amino asitleri kullandığına dair uzun süredir devam eden varsayımlara meydan okuyor; bu, homokiralite olarak bilinen bir olgudur.

Moleküler El Kullanımının Gizemi

Proteinlerin temel yapı taşları olan amino asitler iki ayna görüntüsü biçiminde bulunur: sol-elli ve sağ-elli. Dünyadaki yaşam yalnızca solak türe dayanır, ancak sağ elini kullanan amino asitlerin benzer şekilde işlev görmemesi için görünürde bir neden yoktur. Bu fenomen, biyolojinin temel bir yönünü yansıtıyor gibi göründüğü için bilim adamlarını şaşırttı. Mevcut çalışmakUCLA Samueli Mühendislik Okulu Profesörü Irene Chen liderliğindeki ekip, erken Dünya koşullarında enzim gibi davranabilen RNA molekülleri olan ribozimleri test etti. Sonuçlar, ribozimlerin her iki eli de tercih edebildiğini ve RNA’nın doğası gereği solak tipi tercih ettiği fikrini çürüttüğünü gösterdi.

Yaşamın Erken Evrimine İlişkin Çıkarımlar

Araştırma, ribozimlerin amino asit öncüllerine maruz kaldığı ilkel Dünya koşullarının simüle edilmesini içeriyordu. Test edilen 15 kombinasyonda solak amino asitlere yönelik tutarlı bir eğilim gözlenmedi. Bu keşif, homokiralliğin RNA’nın kimyasal tercihlerinin bir sonucu olarak değil, evrimsel süreçler yoluyla ortaya çıkmış olabileceğini düşündürmektedir. UCLA doktora sonrası araştırmacısı olan ortak yazar Alberto Vázquez-Salazar, bu bulguların yaşamın moleküler el becerisinin muhtemelen gelişiminde daha sonra ortaya çıktığını ima ettiğini belirtti.

Yaşamın Moleküler Kökenleri Üzerine Gelecekteki Araştırmalar

NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi Kıdemli Bilim Adamı Jason Dworkin, yaşamın moleküler özelliklerini anlamanın dünya dışı yaşam arayışına yön verdiğini vurguladı. NASA’nın OSIRIS-REx misyonuyla getirilen asteroit Bennu’dan alınan örneklerin mevcut analizi, amino asitlerin el becerisinin incelenmesini içeriyor. Bu tür araştırmalar homokiralliğin kökeni ve yaşamın gelişimindeki rolü hakkında daha fazla ipucu ortaya çıkarabilir.

Araştırma NASA, Simons Vakfı ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edildi ve yaşamın en derin gizemlerinden birine değerli katkılarda bulunuldu.

(Sorumluluk reddi: Yeni Delhi Televizyonu, bir Adani Grup Şirketi olan AMG Media Networks Limited’in bir yan kuruluşudur.)

Yeni bir çalışma, biyomedikal bir aracın, gelişmekte olan fetal beyin hücrelerindeki hatalı genleri düzenlemek için genetik materyali başarılı bir şekilde sunabileceğini gösteriyor. Farelerde test edilen teknoloji, Angelman sendromu ve Rett sendromu gibi genetik olarak belirlenmiş nörogelişimsel bozuklukların ilerlemesini doğumdan önce durdurma potansiyeline sahip olabilir.

Bu aracın nörogelişimsel bozuklukların tedavisindeki etkileri çok büyüktür. Beyin gelişiminin kritik dönemlerinde genetik anormallikleri temel düzeyde potansiyel olarak düzeltebiliriz.

Aijun Wang, çalışmanın kıdemli yazarı ve California Üniversitesi Davis’te cerrahi ve biyomedikal mühendisliği profesörü

Berkeley’deki California Üniversitesi’ndeki Wang Laboratuvarı ve Murthy Laboratuvarı arasındaki ortak çalışma ACS Nano’da yayınlandı. Ekip, bu teknolojiyi doğum öncesi testler sırasında teşhis edilebilecek genetik hastalıkların tedavilerine yönelik olarak geliştirmeyi umuyor. Hücreler gelişip olgunlaştıkça daha fazla hasarı önlemek için tedavi rahim içinde yapılabilir.

Proteinler vücudumuzun işleyişinde önemli bir rol oynar. Haberci RNA’dan (mRNA) gelen “talimatlara” göre hücrelerde birleştirilirler. Belirli koşullar altında genler vücudun ihtiyaç duyduğundan daha fazla veya daha az protein ifade eder (üretir). Bu gibi durumlarda vücudun aşırı aktif geni “kapatması” veya düşük protein seviyesini değiştirmesi gerekecektir.

“Proteinlerin büyük ve karmaşık yapıları var, bu da onların teslim edilmesini zorlaştırıyor. Onların teslimatı hala büyük bir zorluk ve hastalıkların tedavisi için bir rüya olmaya devam ediyor” dedi Wang.

Bilim insanları, proteinleri iletmek yerine mRNA’yı hücrelere iletmenin ve hücrelerin içindeki fonksiyonel proteinlere çevrilecek bir yol bulmayı başardılar. Bu dağıtım yöntemi, mRNA’yı taşımak için benzersiz bir lipit nanopartikülleri (LDL) formülasyonu kullanır. Amaç, mRNA genetik materyalini hücrelere tanıtmak (transfekte etmektir). Daha sonra mRNA, proteinleri oluşturmak için talimatları çevirecektir.

LNP’ler kullanılarak mRNA’nın sağlanması halihazırda hastalık tedavilerini dönüştürüyor. Aşı geliştirmede, gen düzenlemede ve protein replasman tedavisinde kullanılır. mRNA dağıtımı son zamanlarda Pfizer ve Moderna’nın COVID-19 aşılarında kullanılmasıyla daha popüler hale geldi.

Wang, Murthy ve ekibi, çalışmalarında mRNA’nın güvenli ve etkili bir şekilde iletilmesi için yeni bir LNP formülasyonu tanımladılar. MRNA taşıyan LNP’lerin, endositoz olarak bilinen bir süreç yoluyla “alındıkları” hücrelere “varmaları” gerekir. Burada hücre, LNP taşıyıcısını parçalayarak mRNA’nın salınmasına izin verir. Bir mRNA’nın boyutu yaklaşık 100 nanometredir. Karşılaştırma için bir kağıt yaprağının yaklaşık 100.000 nanometre kalınlığında olduğunu söyleyebiliriz.

“Bu çalışmada geliştirilen LNP’ler, LNP’lerin hücreler içinde hızla bozunmasına olanak tanıyan yeni, asitle parçalanabilen bir bağlayıcı kullanıyor. Yeni bağlayıcı aynı zamanda daha az toksisiteye sahip LNP’lerin tasarlanmasına da olanak tanıyor” dedi Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden biyomühendislik profesörü ve projede araştırmacı olan Niren Murthy.

“Hücreler LNP’yi aldığında parçacıklar hücrenin endozomunun asidik ortamında parçalanır. Bu, mRNA’nın proteinlere çevrileceği hücre içindeki sıvı bileşen olan sitozole daha verimli ve daha erken salınmasıyla sonuçlanır. Wang, mRNA’nın verimli ve işlevsel olmasını istediğimiz yerin burası olduğunu söyledi.

Etkinlik toksisiteyle yakından ilişkilidir. Bu nedenle bir hücrenin yeterli miktarda protein üretebilmesi için alması gereken LNP taşıyıcı miktarının bilinmesi önemlidir. Emilim verimliliği düşükse, çok sayıda nanopartikülün kullanılması gerekecektir. Bu, toksik bir bağışıklık tepkisine neden olabilecek çoklu dozlar veya yüksek dozlar anlamına gelir.

Wang, “Şimdiye kadar mRNA’nın merkezi sinir sistemine iletilmesinin önündeki en büyük engel iltihaba yol açan toksisiteydi” dedi.

Çalışma, LNP yönteminin mRNA’nın çevrilmesinde daha etkili olduğunu ve potansiyel olarak toksik dozlara olan ihtiyacı azalttığını buldu. Makale, rahimdeki merkezi sinir sisteminin genetik hastalıklarını tedavi etmek için Cas9 mRNA’yı iletmek üzere LNP teknolojisinin kullanımını açıklamaktadır. Araştırmacılar, araçlarını nadir görülen bir nörogelişimsel durum olan Angelman sendromundan sorumlu gen üzerinde test etti.

Genetik bir bozuklukta hasar hamilelik sırasında ve doğumdan kısa bir süre sonra birikir. Araştırmalar, bebeklerde kan-beyin bariyeri tam olarak oluşmadan önce beyin hücrelerine tedavi uygulanmasının daha etkili olduğunu göstermektedir. Bu nedenle düzeltme ne kadar erken gerçekleşirse o kadar iyidir. Amaç hastalığın rahimde ilerlemesini durdurmaktı. [внутриутробно].

Araştırmacılar, fetal fare beyinlerinin ventriküllerine LNP’yi mRNA ile enjekte ettiler. MRNA, genleri düzenlemek için makas görevi gören bir protein olan CAS9’a çevrilir. Ortaya çıkan CAS9, Angelman sendromundan sorumlu geni düzenleyecektir.

“MRNA, işlevsel proteinler oluşturmak üzere parçaların bir araya getirilmesiyle ilgili talimatlar içeren bir Lego kullanım kılavuzu gibidir. Kafesin kendisi bir CAS9 oluşturmak için gereken tüm parçalara sahiptir. Sadece mRNA dizisini sağlamamız gerekiyor ve hücre onu alıp proteinlere çevirecek” diye açıkladı Wang.

Çalışma, LNP aracının CAS 9’a çevrilen mRNA’yı iletmede oldukça etkili olduğunu buldu. Araştırmacılar, izleyiciler kullanarak beyin içinde düzenlenen tüm nöronları görebildiler. Çalışmaları, nanopartiküllerin beyinde gelişen nöral kök ve progenitör hücreler tarafından alındığını gösterdi. Nanopartiküller, fare beyni kök hücrelerinin %30’unda gen düzenlemesine yol açtı.

“Beynin tamamının yüzde 30’unun, özellikle de kök hücrelerin transfekte edilmesi büyük bir olay. Fetüs gelişmeye devam ettikçe bu hücreler göç edip beynin birçok bölgesine yayılıyor” dedi Wang.

Araştırmada, fetüs geliştikçe kök hücrelerin çoğaldığı ve merkezi sinir sistemini oluşturmak üzere göç ettiği görüldü. Çalışma, hipokampustaki nöronların %60’ından fazlasının ve korteksteki nöronların %40’ının transfekte olduğunu buldu.

“Bu, merkezi sinir sistemini etkileyen genetik hastalıklar için çok umut verici bir tedavidir. Bebekler doğduğunda birçok nöron [уже] düzeltildi. Bu, bebeğin herhangi bir belirti olmadan doğabileceği anlamına geliyor” diye açıkladı Wang.

Wang, hastalıklı fare hücrelerinin daha da yüksek oranda transfekte edilmesini görmeyi bekliyor.

“Mutasyona uğramış nöronlar hastalık semptomlarının birikmesi nedeniyle ölebilirken, “iyi” nöronlar kalıp çoğalabilir. Bu, terapötik etkinliğin artmasına yol açabilir. Hücrelerin nasıl çalıştığı hakkında yeterince bilgi sahibi olursak, bu bilgiyi hücredeki doğal yollarla etkileşimde bulunmak için kullanabiliriz” dedi.

Araştırmacılar çalışmalarının, doğum öncesi testler sırasında teşhis edilebilecek genetik hastalıklara yönelik yeni tedavilerin geliştirilmesine yol açacağını umuyorlar. Ayrıca teknolojilerinin kanser ve nörolojik bozukluklar gibi diğer hastalıkların tedavisinde de kullanılabileceğini umuyorlar.

Bilim insanları teknolojinin etkinliğini ve güvenliğini artırmak için çalışmalarına devam etmeyi planlıyor. Ayrıca bu tedavinin insanlarda etkinliğini test etmek için klinik araştırmalar yapmayı da planlıyorlar.

Yirmi beş yıl önce bir araştırma ekibi, George Washington’un küçük kardeşini bulma umuduyla Batı Virginia’da bir mezarlık kazdı. Beş mezar ortaya çıkarıldı ve bu mezar alanlarından çıkarılan küçük kemikler test edildikten sonra geçici kimlikler belirlendi. Yeni bir DNA analizi artık sitedeki üç kimlik grubunu doğruladı.

Bu kişilerden ikisi George Washington’un yeğenleriydi -George Steptoe Washington ve Samuel Walter Washington- ve başka bir kemik seti de anneleri Lucy Payne Washington’a aitti. Ekibin kemik kalıntılarını tanımlaması şu şekildeydi: yayınlanan bugün iBilim.

Silahlı Kuvvetler Tıbbi Muayene Sistemi’nin Silahlı Kuvvetler DNA Tanımlama Bölümü’nden moleküler antropolog Charla Marshall, “Bu özel vaka bize, kimlik doğrulaması gerektiren bir dizi bilinen, bozulmuş DNA örneği kullanarak geliştirdiğimiz genişletilmiş akrabalık tahmini için yöntemleri test etme fırsatı verdi” dedi. Laboratuvar ve çalışmanın kıdemli yazarı, Hücrede serbest bırakmak.

Araştırma ekibi, Washington aile ağacındaki baba ilişkilerini incelemek için Y kromozomu DNA’sını kullandı. Genetik verileri sıralamaya yönelik yeni bir yöntem, ekibin bireyler arasındaki soyları daha iyi tahmin etmek için yaklaşık 100.000 tek nükleotid polimorfizmi veya SNP üzerinde çalışmasına olanak sağladı. SNP’ler, DNA zinciri boyunca baz çiftlerinin spesifik kombinasyonlarıdır.

Marshall, “Bu SNP yöntemleri bize nükleer DNA’dan pozitif tanımlama yöntemi sağlayacak” diye ekledi. “Çok önemlisi, bu yöntemler, DNA destekli tanımlamaların, özellikle de II. , Soğuk Savaş ve Güneydoğu Asya/Vietnam.”

George Washington’un kendi çocuğu yoktu, ancak o ve Martha Washington önceki evliliklerinden olan çocuklarını, onların çocuklarını ve birkaç yeğenlerini büyüttüler. Washington’un üçü erkek olmak üzere dokuz kardeşi vardı. Mount Vernon’un web sitesi. Bu kardeşlerden biri, kuzeydoğu Batı Virginia’daki Harewood Malikanesinin sahibi Samuel Washington’du. Tarihi alan Washington ve Marquis de Lafayette tarafından ziyaret edildi ve James ve Dolley Madison orada evlendiler. Ve Harewood’un mezarlığı, ilk kez çeyrek yüzyıl önce incelenen kemik kalıntılarını ortaya çıkardı.

Araştırmacılar, ölen bireylerin genetik akrabalığını doğrulamak için Samuel Washington’un soyundan olduğu bilinen Samuel Walter Washington’dan alınan referans DNA’yı kullandı. Washington aile ağacında çok sayıda Samuel var, ancak orijinal Samuel Washington’un torunu Dr. Samuel Walter Washington’du; onun torunu Samuel Walter Washington’du ve onun torunu da ekibin referans DNA için kullandığı Samuel Walter Washington’du.

Hala takip ediyor musun? İyi. İşte size biraz eğlenceli bir bilgi: Dolley Madison’ın kız kardeşi ve yukarıda adı geçen büyük yeğenlerin annesi olan ve bu çalışmada kalıntıları da tespit edilen Lucy Payne, Beyaz Saray’da evlenen ilk gelin olarak tanınmaktadır. Payne orada Yüksek Mahkeme Yardımcı Yargıcı Thomas Todd ile evlendi. 29 Mart 1812’de—212 yıl önce yarın!

Kimlik tespiti, DNA testinin harikasıdır. kişinin kendi soyunu gözden geçirmesi söz konusu olduğunda karşılaşılan tuzaklar Ve tıbbi uygulamalarda bile. Ancak bu vakada analiz kanıtlandı ve Amerika’nın en ünlü kurucu babasının soy ağacındaki bazı uzak dalları doğruladı.

Daha: DNA’nın En Yüksek Çözünürlükteki Görüntüleri Şaşırtıcı Şekilde Titrek Olduğunu Ortaya Çıkardı