Los investigadores de la Universidad de Texas en Dallas han diseñado "circuitos" genéticos de material celular vivo para obtener una mejor comprensión de cómo funcionan las proteínas, con el objetivo de hacer mejoras.
Tyler Quarton, un estudiante graduado de bioingeniería, y el Dr. Leonidas Bleris, profesor asociado de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería e Informática Erik Jonsson, dijeron que esperan su trabajo, publicado en Biología de sistemas y aplicaciones , tiene un gran impacto en la biología sintética y la terapia génica.
La sinfonía genética
Cada célula viva contiene una compilación de genes, que sirve como modelo para toda la actividad biológica dentro de una célula. Bleris explicó este sistema comparando genes con músicos. Su expresión colectiva crea una sinfonía genética que puede invocar una multitud de emociones celulares, calmando o excitando la célula cuando sea apropiado. Estirando esta analogía, el director de esta sinfonía, equipado con un bastón que agita, puede silenciar una sección individual o completa si comienzan a tocar demasiado fuerte.
En el contexto genético, considere este gesto de silencio como la expresión de pequeñas moléculas de ARN no codificantes llamadas microARN. Son responsables del ajuste fino de la expresión génica, que da como resultado una salida como una proteína, a través de la represiónLos microARN son componentes integrales del desarrollo y la homeostasis de una célula. Los microARN que fallan pueden contribuir a la progresión de diversas enfermedades, incluido el cáncer.
Quarton y Bleris diseñaron un sistema personalizado basado en microARN al unir piezas de material genético tomado de una variedad de organismos vivos, incluidos humanos, virus y medusas. Su plan era colocar este sistema dentro de las células humanas y utilizar su producción para analizarEl comportamiento matizado de microRNA.
"Construimos circuitos genéticos que operan en células individuales que pueden detallar cómo cambia la represión de microARN en diferentes contextos biológicos", dijo Quarton.
Aplicaciones potenciales
Quarton dijo que espera que su investigación influya en los diseños futuros de circuitos genéticos que se utilizarán en la medicina personalizada y la terapia génica. La terapia génica implica el trasplante de genes que funcionan normalmente en las células para reemplazar el material perdido o dañado para corregir los trastornos genéticos.
Los antecedentes de Quarton son en física. Utilizó las matemáticas y las estadísticas para crear modelos simples que otros científicos podrían usar a medida que desarrollan sus propios sistemas.
"Estos modelos pueden ayudar a otros investigadores que intentan comprender o usar microARN", dijo. "Al usar los principios de las matemáticas y la física en biología sintética, descubrimos propiedades específicas de microARN que pueden usarse en futuras aplicaciones para terapias dirigidas e inteligentes"
También dijo que esta investigación podría arrojar luz sobre redundancias genéticas naturales y otras enfermedades donde los microARN no están en niveles fisiológicos.
"La biología sintética es importante para las aplicaciones de terapia génica, y nuestra metodología puede ayudar a construir terapias más robustas y confiables en el futuro", dijo Bleris.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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