शक्तिशाली प्रतिदीप्ति उपकरण जीवित कोशिकाओं के आरएनए में नई अंतर्दृष्टि के लिए रोशनी देता है - अंतरिक्ष समय - 2020

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के 29 जुलाई के अंक में विज्ञान वेइल कॉर्नेल जांचकर्ताओं की रिपोर्ट है कि उन्होंने ग्रीन फ्लोरोसेंट प्रोटीन (जीएफपी) की एक आरएनए नकल विकसित की है - जो उन्होंने पालक को डब किया है - और यह वर्णन करते हैं कि यह उन जटिल तरीकों के रहस्यों को अनलॉक करने में मदद करेगा जो आरएनए मानव जीवन के साथ-साथ योगदान देता है। रोग।

"फ्लोरोसेंट फ्लोरोसेंट आरएनए हमें एक ऐसा उपकरण प्रदान करते हैं, जो मानव जीव विज्ञान में आरएनए की विभिन्न भूमिकाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण होगा," अध्ययन के वरिष्ठ लेखक, डॉ। सैमी जाफरी, वेल कॉर्नेल मेडिकल कॉलेज में फार्माकोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर कहते हैं।

हाल के वर्षों में, आरएनए द्वारा निभाई गई कई भूमिकाएं स्पष्ट हो गई हैं। वे कहते हैं, "वैज्ञानिक सोचते थे कि आरएनए का कार्य प्रोटीन बनाने तक सीमित था और यह कि ये प्रोटीन कोशिकाओं में होने वाली हर चीज को निर्धारित करते हैं," वे कहते हैं। "लेकिन अब हम समझ रहे हैं कि कोशिकाओं में आरएनए के कई अलग-अलग रूप होते हैं - और कुछ आरएनए प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए उपयोग किए बिना सेल सिग्नलिंग और जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं।"

आरएनए के ज्ञात प्रकारों की सूची पिछले कई वर्षों में तेजी से बढ़ी है - मैसेंजर आरएनए से जो प्रोटीन के लिए कोड होते हैं, विविध "गैर-कोडिंग" आरएनए के लिए जो अनुवाद और जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं, और कुछ मामलों में प्रोटीन से बंधते हैं और उनके विनियमन करते हैं फ़ंक्शन - अभी तक बहुत कम ही जाना जाता है कि ये आरएनए कैसे काम करते हैं, शोधकर्ताओं का कहना है।

अध्ययन के पहले लेखक, डॉ। जेरेमी पेगे, जिन्होंने वेल्ल कॉर्नेल मेडिकल कॉलेज में फार्माकोलॉजी में स्नातक छात्र के रूप में शोध किया था, कहते हैं कि नई तकनीक सामान्य विकारों के विकास में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकती है। "अधिक से अधिक बीमारियों को आरएनए के गलत उपयोग से जोड़ा जा रहा है, लेकिन आरएनए को देखने में सक्षम होने के बिना, हम समझ नहीं सकते हैं कि ये प्रक्रिया कैसे बीमारी का कारण बनती हैं।

"हमें उम्मीद है कि GFP की हमारी आरएनए नकल खोज की राह खोलती है," वे कहते हैं।

जीएफपी जैसे जाफरी समूह के कार्य द्वारा विकसित आरएनए, जेलीफ़िश में व्यक्त एक प्राकृतिक प्रोटीन है जो एक हरे रंग की प्रतिदीप्ति प्रदर्शित करता है। जीएफपी ने वैज्ञानिकों को यह देखने में सक्षम किया है कि कोशिका में प्रोटीन कैसे चलते हैं, सेल फ़ंक्शन में अपनी भूमिकाओं में शक्तिशाली नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं। डीएनए जो GFP को एनकोड करता है, उसे एक जीन के बगल में रखा जाता है जो एक प्रोटीन के लिए एन्कोड होता है, जिसके परिणामस्वरूप GFP के लिए एक प्रोटीन की अभिव्यक्ति होती है, जिसे माइक्रोस्कोपी के विशेष रूपों द्वारा देखा जा सकता है।

आरएफए बनाने के लिए जो कि GFP की तरह काम करता है, वेइल कॉर्नेल जांचकर्ताओं ने जटिल तीन-आयामी आकार में गुना करने के लिए आरएनए की क्षमता का लाभ उठाया।उनका लक्ष्य दो नई इकाइयां बनाना था: एक सिंथेटिक आरएनए अनुक्रम जो एक विशिष्ट आकार को गोद लेगा, और एक छोटा अणु जो नए आरएनए से बंधेगा और प्रतिदीप्ति करना शुरू कर देगा। "ये दो बड़ी चुनौतियां थीं," डॉ। जाफरी कहते हैं। "एक चुनौती एक आरएनए अनुक्रम के साथ आने की थी जो एक छोटे अणु पर स्विच कर सकती थी। दूसरी बड़ी बाधा एक छोटे अणु को खोजने के लिए थी जो केवल तब ही करेगी जब हम इसे चाहते थे और कोशिकाओं के लिए विषाक्त नहीं होंगे।"

उन्होंने कई अणुओं की कोशिश की, जिनमें से अधिकांश कोशिका झिल्ली में ऑयली लिपिड से चिपक गए और फ़्लूएंसिंग करना शुरू कर दिया, या वे सेल को मार देंगे। अंत में, टीम ने महसूस किया कि जीएफपी में ही एक अणु, एक फ्लोरोफोर था, जिसने प्रोटीन के भीतर एक निश्चित तरीके से बंधे होने पर अपना प्रकाश बंद कर दिया था। उन्होंने इस फ्लोरोफोरे के आकार के आधार पर रासायनिक अणुओं का निर्माण किया और फिर एक कृत्रिम आरएनए अनुक्रम, या "एप्टामर" विकसित किया, जिसने फ्लोरोफोर को ठीक उसी तरह से धारण किया, जिस तरह से जीएफपी ने अपने फ्लोरोफोर को धारण किया था। उन्होंने इस RNA को "पालक" नाम दिया है।

शोधकर्ता और भी आगे बढ़ गए। उन्होंने पालक के अलावा कई अन्य आरएनए-फ्लोरोफोर जोड़े भी विकसित किए, जिनमें से प्रत्येक ने एक अलग फ्लोरोसेंट रंग का उत्सर्जन किया, जैसे कि जीएफपी रंगों का एक पैलेट प्रदर्शित करने के लिए विकसित किया गया है जो शोधकर्ताओं को एक ही बार में कई प्रोटीनों को ट्रैक करने में मदद करता है। जहां फलों के नाम पर जीएफपी डेरिवेटिव का नाम रखा गया है, वहीं वेइल कॉर्नेल शोधकर्ताओं ने सब्जियों के बाद जीएफपी के आरएनए मिमिक्री का नाम दिया है - पालक, गाजर और मूली।

वेइल कॉर्नेल जांचकर्ताओं ने पहले ही कोशिकाओं में गैर-कोडिंग आरएनए को ट्रैक करने के लिए पालक का उपयोग करना शुरू कर दिया है। डॉ। जाफरी कहते हैं, "हमारी प्रयोगशाला को आरएनए तस्करी और बच्चों में विकास संबंधी विकारों जैसे मानसिक मंदता के कारण दोषों में बहुत दिलचस्पी है।" पालक का उपयोग करते हुए, वे एक गैर-कोडिंग आरएनए के रूप में देखने में सक्षम थे, सेलुलर तनाव के जवाब में हरे, तेजी से गुच्छों को उड़ाने। "हम उम्मीद करते हैं कि पालक कोशिकाओं में आरएनए तस्करी में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा, और यह चिकित्सा विकारों में कैसे प्रभावित होता है," वे कहते हैं।

"अभी भी जीव विज्ञान में आरएनए के आसपास बहुत सारे रहस्य हैं। फ्लोरोसेंट लेबलिंग और इमेजिंग अतीत में वैज्ञानिकों के लिए एक शक्तिशाली उपकरण साबित हुआ है, और हम उम्मीद कर रहे हैं कि पालक भी एक ऐसा उपकरण होगा जो वैज्ञानिक खोज में तेजी लाने में मदद करता है," डॉ। । पागे।

फार्माकोलॉजी विभाग के डॉ। करेन वू अध्ययन पर एक सह-लेखक हैं।

इस काम को मैकनाइट नाइट न्यूरोसाइंस टेक्नोलॉजी इनोवेशन अवार्ड और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोलॉजिकल डिसऑर्डर एंड स्ट्रोक ने समर्थन दिया था।

शक्तिशाली प्रतिदीप्ति उपकरण जीवित कोशिकाओं के आरएनए में नई अंतर्दृष्टि के लिए रोशनी देता है - अंतरिक्ष समय - 2020