RNA pada sebuah Chip

Sejak biochip-seperti DNA microarrays-muncul pada tahun 1996, para peneliti telah berlomba untuk meningkatkan kemampuan diagnostik mereka. Sekarang, tim peneliti di Universitas Yale yang dipimpin oleh profesor biologi Ronald Breaker telah menghasilkan prototipe untuk microarray berbasis RNA yang menjanjikan untuk menempatkan laboratorium diagnostik yang kuat pada chip berukuran sepeser pun.



Selama bertahun-tahun, Breaker telah mengutak-atik teori bahwa RNA, bukan DNA, adalah komponen fundamental kehidupan 3,5 miliar tahun yang lalu. Tidak seperti DNA-pustaka yang berisi kode genetik kita-RNA bersifat dinamis, menjalankan instruksi di gudang DNA dan mengatur sintesis protein.

Pada tahun 1995, Breaker dan timnya mulai menghidupkan kembali dunia RNA yang telah punah ini dalam tabung reaksi dan berhasil merekayasa sakelar molekuler berbasis RNA dalam upaya tersebut. (Sakelar molekuler adalah molekul yang diaktifkan atau dinonaktifkan oleh molekul atau senyawa lain.)





Array untuk RNA

Dengan lusinan sakelar ini, pikir Breaker, mengapa tidak mengaturnya di permukaan dan membuat serangkaian biosensor yang menggunakan RNA untuk mengukur atau mendeteksi senyawa? Dengan merekayasa sakelar RNA untuk mendeteksi berbagai jenis senyawa, Breaker mengetahui bahwa potensi susunannya dapat melampaui potensi chip DNA, yang mengidentifikasi urutan DNA atau RNA tertentu dan tidak ada yang lain.

Untuk membuat prototipe, Breaker menempatkan sakelar RNA pada permukaan silikon berlapis emas dan mengaturnya dalam kelompok. Setiap sakelar dirancang untuk mengikat hanya pada molekul tertentu - targetnya - dan kemudian melepaskan sinyal yang mengidentifikasi molekul target. (Dalam prototipe, sakelar melepaskan sinyal radioaktif.)



nomor telepon dukungan tinder

Seperti yang dilaporkan di bulan April Bioteknologi Alam , Breaker dan timnya menguji susunan sakelar RNA pada berbagai campuran kompleks. Dalam satu percobaan mereka berhasil mengidentifikasi strain yang berbeda dari E. coli ditemukan dalam kultur bakteri.

Implikasinya menarik. Kemampuan array untuk secara bersamaan mengidentifikasi sejumlah besar senyawa yang berpotensi, dikombinasikan dengan eksklusivitas yang tepat dari setiap sakelar, menambah resep untuk laboratorium yang kuat dan luas pada sepotong silikon berukuran sepeser pun.

RNA Superchip

Penemuan Breaker membuka jalan bagi chip RNA masa depan yang mampu mengungkap komposisi molekuler dari campuran kompleks seperti serum darah dan limbah industri-jauh lebih komprehensif daripada biochip saat ini.



Versi lanjutan dari biochip RNA kami dapat digunakan untuk banyak target berbeda seperti obat-obatan, racun dan metabolit, serta protein dan asam nukleat, kata Breaker. Mereka harus dapat mendeteksi hampir semua hal yang dapat dibuat untuk mengikat RNA.

Lebih jauh lagi, keberhasilan awal karya Breaker mengantarkan era baru dari apa yang mungkin disebut 'array aktif,' kata Gerald Joyce, ahli biologi molekuler di Scripps Research Institute di La Jolla, CA. Memang, mungkin untuk merekayasa sakelar RNA untuk melakukan hal-hal yang jauh lebih luar biasa daripada identifikasi target, kata Breaker. Mengatur ekspresi gen adalah salah satu contohnya.

Manfaat lain dari sakelar RNA adalah kemampuannya untuk bertahan di lingkungan yang terkadang tidak terduga dan keras di luar lab. Breaker membandingkannya dengan biochip protein dan mengatakan bahwa yang terakhir, jika tidak sengaja dipanaskan, akan menggoreng seperti telur. Protein terungkap dan Anda tidak akan pernah bisa menyatukan kembali struktur kompleks, katanya.

Sakelar RNA pemutus telah direkayasa untuk dilipat kembali ke bentuk aslinya setelah dipanaskan. Karakter snap-back ini akan memberi biochip RNA keuntungan yang cukup besar untuk digunakan di lingkungan pengujian yang lebih eksotis, klaim Breaker.

Cara ke Sana dari Sini

Langkah selanjutnya untuk sakelar RNA cukup jelas, kata Joyce. Mereka harus direkayasa untuk melepaskan sinyal fluoresen, bukan radioaktif. Peningkatan ini akan memungkinkan laboratorium untuk menggunakan peralatan yang sudah ada dan melewati birokrasi regulasi, memungkinkan pengembangan cepat dari chip RNA yang berisi hingga 1.000 sakelar. Dan itulah tujuan dari analisis paralel besar-besaran array biosensor pada permukaan sekecil mungkin.

Breaker mengatakan tujuannya adalah untuk menempatkan kemampuan seribu ilmuwan ke dalam chip berukuran sepeser pun sambil menghasilkan jawaban yang Anda inginkan seribu kali lebih cepat. Selain penelitian biomedis, ia melihat banyak kegunaan chip RNA di berbagai bidang seperti teknik kimia, ilmu lingkungan, dan bahkan pertahanan perang biologi dan kimia.

Namun, masih ada beberapa kendala, terutama dengan biaya produksi, stabilitas kimia sakelar dan beberapa poin pengenalan molekuler yang lebih baik.

situs web tanya jawab

Teknologi ini sangat baru sehingga tidak jelas berapa banyak senyawa berbeda yang terbukti mungkin untuk dikenali, kata Andrew Ellington, ahli biokimia di University of Texas. Misalnya, tidak ada contoh pengenalan protein yang dipublikasikan. Selain itu, RNA rentan terhadap bahan kimia tertentu yang sering ditemukan dalam situasi pengujian yang dapat menghancurkan sakelar.

Tim Breaker sedang mengerjakan solusi untuk beberapa hambatan ini, seperti membersihkan senyawa penghancur RNA dari sampel uji. Mereka juga bekerja untuk merekayasa DNA sehingga dapat melakukan fungsi seperti RNA tertentu.

Itu bisa membuat ribuan ilmuwan dalam sebuah chip menjadi lebih pintar.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan