वैज्ञानिकों का उपयोग प्रोटीन, आरएनए बनाने के लिए, खोखले गोलाकार बोरियों कहा जाता vesicles — ScienceDaily


का उपयोग कर प्रोटीन और आरएनए, वैज्ञानिकों ने बनाया है, खोखले गोलाकार बोरियों के रूप में जाना जाता vesicles.

इन जैसी संस्थाओं-जो फार्म अनायास जब विशिष्ट प्रोटीन और आरएनए अणुओं में मिश्रित कर रहे हैं एक जलीय बफर समाधान-पकड़ के रूप में संभावित जैविक भंडारण डिब्बों. वे सकता है के रूप में सेवा करने के लिए एक वैकल्पिक पारंपरिक vesicles से बना रहे हैं कि पानी में अघुलनशील, कार्बनिक यौगिकों लिपिड कहा जाता है, शोधकर्ताओं का कहना है.

“हमारी खोज के व्यापक निहितार्थ हैं, समझ से मूल कोशिका जीव विज्ञान को सक्षम करने के लिए संभव जैव प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोगों में, इस तरह के रूप में लक्षित दवा वितरण या कीटनाशक जारी कहते हैं,” प्रिया बनर्जी, पीएचडी, सहायक प्रोफेसर के भौतिकी में भैंस पर विश्वविद्यालय के कला और विज्ञान है. “इन खोखले क्षेत्रों के लिए लग रही है और व्यवहार करते हैं जैसे शास्त्रीय लिपिड vesicles कि लोगों को किया गया है के उपयोग में जैव अभियांत्रिकी अनुप्रयोगों के लिए कई वर्षों के लिए, एक महत्वपूर्ण अपवाद नहीं है: वे कर रहे हैं द्वारा नहीं किया लिपिड.”

“क्योंकि के खोखले संरचना जैसी लिपिड vesicles, एक कल्पना एक संभावित रोमांचक आवेदन है, जहां प्रोटीन आरएनए vesicles भेज रहे हैं कोशिकाओं में बाहर ले जाने के लिए बचाव मिशन द्वारा जारी biomolecules या बदलने के स्थानीय subcellular वातावरण कहते हैं,” Davit Potoyan, पीएचडी, सहायक प्रोफेसर रसायन विज्ञान की आयोवा स्टेट यूनिवर्सिटी में. “एक और उत्साहित होने का कारण यह है कि इन पुटिकाओं के गठन कर रहे हैं अनायास से स्वाभाविक रूप से होने वाली प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड होता है, जो मदद कर सकता से बचने के लिए मुद्दों की विषाक्तता हो सकता है कि देखा जा सकता है में अन्य पॉलिमर डिजाइन की नकल करने के लिए लिपिड vesicles.”

निष्कर्ष प्रकाशित किए गए थे 22 जून में कार्यवाही के नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज.

बनर्जी और Potoyan के नेतृत्व में परियोजना के साथ-साथ, राशिद Alshareedah, एक यूबी भौतिकी में पीएचडी के छात्र, और महदी मुहम्मद मूसा, पीएचडी, यूबी भौतिकी postdoctoral विद्वान था, जो प्रयोगों; और Muralikrishna राजू, पीएचडी, एक आयोवा राज्य रसायन विज्ञान में postdoctoral विद्वान, जो बाहर किया जाता कंप्यूटर सिमुलेशन.

बनाने के लिए माइक्रोन आकार vesicles, वैज्ञानिकों को स्वाभाविक रूप से मिश्रित होने वाली cationic प्रोटीन के साथ शाही सेना में एक जलीय बफर समाधान. पर कुछ सांद्रता, प्रोटीन और आरएनए अणुओं एक साथ clustered का उत्पादन करने के लिए तरल बूंदों, सदृश करने के लिए मोती के तेल के पानी में तैर. लेकिन अन्य सांद्रता, प्रोटीन और आरएनए के बजाय एक साथ आए थे के रूप में बुलबुले की तरह vesicles.

के हिस्से के रूप में, अनुसंधान टीम भी बाहर मैप की स्थिति है जिसके तहत संरचना के प्रत्येक प्रकार के रूपों. प्रयोगों और सिमुलेशन से पता चला है कि प्रोटीन आरएनए परिसरों संगठित होना अनायास कर रहे हैं और एक साथ आयोजित की वजह से कमजोर electrostatic आकर्षण, प्रतिकारक बातचीत और चेन एन्ट्रापी. एक नाजुक संतुलन की इन बलों तय तरल बूंदों या खोखले vesicles के रूप में होगा, शोधकर्ताओं का कहना है.

“हम तर्क है कि वहाँ एक tradeoff के बीच इन बलों,” बनर्जी कहते हैं । “जब आप बहुत ज्यादा प्रतिकर्षण, प्रोटीन और आरएनए अणुओं रहने के अलग कर दिया । लेकिन जब आप इन शेष जटिल बलों, आप देखते हैं एक स्थिरीकरण के इन अलग-अलग संरचनाओं, तरल बूंदों या खोखले condensates.”

खोज के बाद के सिद्धांत कैसे पुटिकाओं के गठन कर रहे हैं, टीम बनाया इसी तरह के खोखले बूंदों का उपयोग कर अन्य ब्लॉकों का निर्माण, इस तरह के डिजाइन के रूप में polypeptides और सिंथेटिक पॉलिमर, प्रदर्शन है कि निष्कर्ष हो सकता है व्यापक अनुप्रयोगों.

“हम यह भी देखा है कि इसी तरह के लिपिड-मुफ्त vesicles रूप में कर सकते हैं के साथ कई प्रोटीन और आरएनए mimetics,” मूसा कहते हैं. “की क्षमता लेने के लिए और चुनने का एक बड़ा पूल से mimetics की अनुमति देगा अनुकूलन जैव प्रौद्योगिकी के आवेदन के इन विधानसभाओं.”

यूबी दायर किया गया है एक अनंतिम पेटेंट आवेदन के लिए लिपिड-मुक्त प्रोटीन आरएनए vesicles और तरीकों बनाने के लिए vesicles.

नए अध्ययन से हुई बनर्जी के अतीत के काम पर प्रोटीन आरएनए परिसरों, जो पैदा करने पर ध्यान केंद्रित तरल बूंदों से प्रोटीन और आरएनए अणुओं.

एक प्रयोग में, “हम जब जोड़ा गया अधिक आरएनए करने के लिए, बूंदों तुरंत इन डिब्बों, इन सुंदर बुलबुले की तरह संरचनाओं के गठन शुरू कर दिया अंदर उन बूंदों,” बनर्जी याद करते हैं । “लेकिन यह नहीं था स्थिर है, और इसे दूर चला गया, कुछ ही मिनटों में.”

कि उत्सुक अवलोकन के नेतृत्व के लिए अपनी टीम की जांच शुरू बनाने के लिए कैसे खोखले संरचनाओं और उन्हें बरकरार रखने के लिए लंबी अवधि है, जो नए अध्ययन से प्राप्त होता है. अनुसंधान पर दोनों तरल और खोखले बूंदों के लिए नेतृत्व सकता है की बेहतर समझ कैसे इसी तरह के डिब्बों के रूप अनायास अंदर मानव कोशिकाओं बनर्जी कहते हैं ।

एक दिलचस्प पहलू के अध्ययन के गठन की है vesicular ज्यामिति की याद ताजा झिल्ली से उत्पन्न होने वाले, प्रोटीन और आरएनए अणुओं के वैज्ञानिकों का कहना है. लिपिड कर रहे हैं अच्छी तरह से जाना जाता है-इमारत ब्लॉकों के लिए जैविक झिल्ली, लेकिन नए अध्ययन से पता चलता है कि अन्य संभावनाएं मौजूद हो सकता है बनाने के लिए झिल्ली की तरह बाधाओं में जैविक प्रणालियों है कि पहले से थे ज्ञात नहीं बनर्जी कहते हैं । भविष्य के अध्ययन का पता लगाने सकता है कि क्या और कैसे कोशिकाओं का उपयोग हो सकता है प्रोटीन आरएनए झिल्ली प्रदर्शन करने के लिए कुछ जैविक कार्य करता है ।



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