Premešavanje kodonov in celične diferenciacije

Znanstvenice in znanstveniki z Univerze Duke v ZDA so razvili premešalni algoritem za kodone, ki omogoča pomnoževanje ponavljajočih odsekov DNK.

DNK je namreč sestavljena iz štirih različnih gradnikov, ki jih imenujemo nukleotidi. Tri zaporedne nukleotide pa imenujemo kodon, izmed katerih vsak posamični nosi zapis za eno določeno aminokislino. Ker pa je aminokislin 20, kodonov pa 64, več različnih kodonov nosi zapis za iste aminokisline.

DNK in vitro pomnožujemo z verižno reakcijo s polimerazo. S to tehniko lahko iz nekaj molekul izhodiščne DNK pomnožimo ogromno kopij želenega odseka DNK. Vendar pa ima DNK-polimeraza težave pri pomnoževanju ponavljajočih odsekov DNK, kot so denimo zaporedja kodonov ponavljajočih beljakovin.

Ravnokar razviti premešalni algoritem spremeni ponavljajoče odseke DNK v bolj raznolike, tako da zamenja določene kodone z drugimi, ki kodirajo iste aminokisline. To nam omogoča, da lažje sestavimo zapis za želeno beljakovino, in beljakovino nato tudi sintetiziramo ter jo uporabimo kot zdravilo, v biomaterialih, nanotehnologiji in drugje.

Od delitve celic k njihovemu poreklu. Raziskovanje diferenciacije celic tekom njihove delitve je namreč omejeno z nezmožnostjo točnega določanja njihovega porekla. V množici celic je izredno težko na generacijo natančno ločiti starejše celice od mlajših. Tako znanstveniki in znanstvenice niso zmožni raziskovati spremembe v izražanju genov med celicami, ki bi bile na eno delitev natančne.

Da bi lahko ločili dve celici takoj po delitvi je raziskovalna skupina iz MITja razvila sistem kanalov z mikroskopsko majhnimi luknjicami. Z nadzorovanjem tlaka, so lahko raziskovalci spustili do naslednje luknjice samo novo nastalo hčerinsko celico, medtem ko je materinska celica ostala na mestu. Na ta način so lahko ločili med sabo do pet generacij celic.

Vsaki ločeni celici so nato določili profil izražanja genov ter primerjali izražanje genov med hčerinskimi celicami. Ta način je omogočil odkrivanje genov, ki se različno izražajo med dvema generacijama celic in so zato verjetno vključeni v njihovo diferenciacijo.

Metoda hidrodinamične celične pasti bo zlasti priročna za raziskovanje razvoja odraslih celic iz matičnih, razvoju imunskega sistema ter tvorjenju raka. Kljub temu pa jo bo potrebno še dopolniti. Trenutno namreč ne vključuje vpliva medcelične komunikacije in spreminjajočega se okolja na razvoj celic.

Mlade in stare celice sta premešavala Arne in vajenka Angelika.