Estudiar el papel que juegan los genes en la biología básica y las enfermedades es ahora más fácil, rápido y eficiente, dicen los investigadores de Baylor College of Medicine. Han desarrollado una plataforma genética basada en fármacos que permite a los científicos rastrear manipulaciones genéticas en el laboratorio de mosca de la frutasin tener que examinar miles de moscas individuales.
Los investigadores describen en Informes de celda los fundamentos de esta nueva tecnología así como ejemplos de sus aplicaciones . un documento complementario en Protocolos STAR muestra cómo configurar, conducir y analizar los procedimientos experimentales involucrados en esta tecnología. Las herramientas y recursos genéticos, incluida una biblioteca de plásmidos, para ayudar a los investigadores en la implementación de esta nueva metodología en sus sistemas experimentales, están disponibles gratuitamente.
"La mosca de la fruta de laboratorio es un modelo animal ampliamente utilizado para estudiar la función de genes y mutaciones en procesos biológicos, tanto en la salud como en la enfermedad", dijo el primer autor, el Dr. Nick Matinyan, quien era un estudiante de posgrado en Dr.El laboratorio de Koen JT Venken en Baylor mientras trabajaba en este proyecto. Actualmente es becario postdoctoral en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.
Para estudiar la función de un gen en particular, los investigadores primero lo introducen en miles de moscas de la fruta y luego examinan las moscas individualmente para determinar cuáles incorporaron el gen con éxito. Para distinguir las moscas que portan el gen de interés de las que no lo hacen, una especie dede 'etiqueta' se agrega al gen. Tradicionalmente, esta etiqueta es una característica física que se observa fácilmente en las moscas. La etiqueta puede ser de cierto color de ojos, rojo, por ejemplo, por lo que los investigadores saben que las moscas con ojos rojos son las que llevan el gende estudio. El color del cuerpo, la forma del ala o del cuerpo, son otros rasgos físicos que normalmente se utilizan para etiquetar características genéticas de interés.
"Este proceso ha funcionado bien durante muchos años, pero una desventaja importante es que examinar visualmente miles de moscas individualmente bajo un microscopio en busca de un rasgo físico en particular puede volverse bastante tedioso y lento", dijo el profesor asistente de Venken en Verna yMarrs Mclean Departamento de Bioquímica y Biología Molecular en Baylor y coautor correspondiente del trabajo.
"En el trabajo actual, desarrollamos un sistema de marcadores basados en fármacos para la selección o contraselección de genes de estudio que ha mejorado notablemente el proceso de detección", dijo el Dr. Herman A. Dierick, profesor asociado de molecular ygenética humana y neurociencia en Baylor y coautor correspondiente del trabajo.
Selección simple versus selección laboriosa
La idea detrás de esta nueva tecnología es que, en lugar de etiquetar los genes de interés con un rasgo físico, se etiquetan con otro gen que confiere a las moscas resistencia o sensibilidad a fármacos específicos. En lugar de realizar un cribado manual de las características físicas, los investigadoresahora puede usar el medicamento para seleccionar o contra-seleccionar en un grupo de moscas para aquellas que portan el gen de interés.
Un experimento para seleccionar moscas que portan el gen de interés usando una etiqueta de resistencia a los medicamentos implicaría, primero, introducir el gen de estudio y la etiqueta de resistencia asociada en las moscas y luego exponer todas las moscas al medicamento, que ha sidoagregado a su comida. Las moscas que incorporaron el gen de estudio también son resistentes al fármaco y sobrevivirán a la exposición.
"Esta estrategia más simple y eficiente ahorra una cantidad significativa de tiempo, liberando a los investigadores para que sean más productivos", dijo Matinyan.
Otro tipo de experimentos pueden beneficiarse de una estrategia de contraselección que utilice etiquetas de sensibilidad a los fármacos.
"Creo que la contraselección sería muy útil para los científicos que estudian un gen y desean realizar muchas modificaciones en ese mismo gen para investigar cómo eso cambia su función", dijo Venken, profesor asistente de farmacología y biología química, miembrodel Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center y McNair Scholar. "En este caso, vale la pena tener una combinación de etiquetas de sensibilidad y resistencia a los medicamentos, que en combinación pueden ayudar a seleccionar y contra-seleccionar los genes de interés.Los investigadores pueden hacer muchas combinaciones de genes y seleccionarlos, y luego contra-seleccionarlos en un paso posterior de forma rápida y con un costo muy bajo ".
"En cuanto al tiempo, estimaría que esta nueva tecnología es al menos 10 veces más rápida que el enfoque tradicional", dijo Dierick.
"Esperamos que este trabajo proporcione un marco para acelerar la transición de la mesa de laboratorio al lado de la cama", dijo Matinyan. "Que al desarrollar herramientas para hacer la investigación básica más fácil, más simple, más rápida, podemos acortar el tiempo que llevapasar de comprender los fundamentos a implementarlos como resultados traslacionales ".
El documento principal que se describe aquí tiene una publicación complementaria que es una guía técnica paso a paso sobre cómo tomar estas etiquetas y medicamentos e implementarlos en proyectos particulares.
"El protocolo incluye los detalles esenciales sobre cómo aplicar esto en el laboratorio de un investigador, con el equipo que tienen disponible", dijo Matinyan. "Para aquellos interesados en usar esto en otro modelo animal, este documento complementario proporciona un punto de partidapunto."
Otros colaboradores de este trabajo incluyen a Mansi S. Karkhanis, Yezabel Gonzalez, Antrix Jain, Alexander Saltzman, Anna Malovannaya y Alejandro Sarrion-Perdigones, todos en Baylor College of Medicine.
Este trabajo fue apoyado por fondos iniciales y iniciales proporcionados por Baylor College of Medicine, el McNair Medical Institute en la Robert and Janice McNair Foundation, la Foundation for Angelman Syndrome Therapeutics subvención FT2016-002, el Cancer Prevention and Research Institute ofLa subvención de Texas R1313 y las subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud 1R21HG006726, 1R21GM110190,1R21OD022981, R01GM109938 y R01MH107474.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Medicina de Baylor . Original escrito por Graciela Gutierrez. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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