Hybrid Sutera dari Ulat Sutera dan Sutera Laba-Laba Hasikan Sutera yang Kuat

11 Januari 2012

Ulat Sutera

JurnalScience – Sebuah penemuan baru yang menghasilakn sebuah sutera yang sangat kuat dan elastis. Sutera yang dihasilkan mungkin mampu untuk dibuat menjadi jahitan dan parasut. Penelitian ini dihasilkan di laboratorium Malcolm Fraser Jr, Profesor ilmu biologi di Universitas Notre Dame. Sutera yang dihasilkan merupakan rekayasa transgenecally dari ulat sutera dan di gabungkan dengan kekuatan dan elastisitas dari sutera laba-laba.

Hasil penemuan ini mereka publikasikan dalam Prosiding National Academy of Sciences. “ini merupakan sesuatu yang baru dan belum seorangpun yang melakukannya, “kata Fraser. Proyek yang digunakan vektor piggyBac Fraser untuk menciptakan transgenik ulat sutra dengan sutera Laba-laba dan protein, ini merupakan kolaborasi yang unik yang di buat di Laboratorium bersama sama dengan Donald Jarvis dan Ranolph Lewis dari Universitas Wyoming. Jarvin membuat plasmid transgen di laboratoriumnya, sementara Fraser membuat ulat sutera trasgenik dan Lewis menganalisa serat dari ulat sutera. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa serat ulat sutera lebih keras dan khas sementara serat sutera yang dihasilkan oleh laba laba lebih elastis, ini menunjukkan ulat sutera dapat direkayasa untuk menghsilkan serat yang di inginkan tersebut.

Apa yang mereka temukan ini merupakan hasil penelitian yang mereka upayakan selama 10 tahun lama nya. Dengan penghargaan internal dari Notre Dame ke Fraser untuk mengembangkan kemampuan transgenik ulat. Apa yang mereka kerjakan ini tidak lah mudah dan mememrlukan dana yang besar pula, hampir  selama hampir dua tahun R21 NIH hibah yang diberikan kepada Jarvis, Lewis dan Fraser dan selama beberapa tahun dana tambahan diberikan oleh Laboratorium Kraig BioCraft. Keberhasilan yang dicapai dari penelitian panjang ini akan mustahil tanpa kemampuan untuk melakukan transgenesis ulat, dan ini dikuasai oleh Bong hee Sohn dan Young soo Kim di Lab Fraser di Notre Dame.

Kraig Biocraft Laboratories Inc bersama-sama dengan Fraser, Lewis dan Jarvin sedang mengevaluasi peluang bisnis dari serat generasi pertama yang mereka hasilkan yang bisa digunakan untuk tekstil dan non tekstil. Para peneliti akhirnya berharap untuk memperbaiki produk dari generasi pertama untuk membuat serat yang lebih kuat lagi.

Referensi Jurnal:

F. Teule, Y.-G. Miao, B.-H. Sohn, Y.-S. Kim, J. J. Hull, M. J. Fraser, R. V. Lewis, D. L. Jarvis.” Silkworms transformed with chimeric silkworm/spider silk genes spin composite silk fibers with improved mechanical properties”. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; DOI: 10.1073/pnas.1109420109

Continue Reading | komentar (1)

Peneliti Kembangkan Tools CAD Sistem Rekayasa RNA

25 Desember 2011

JurnalScience – Komputer yang di padukan dengan Desain Tools (CAD) yang memungkinkan untuk membuat sirkuit terpadu akan segera hadir untuk membantu para ilmuan Biologi. Para peneliti di bioenergi US Departement of Energy (DOE) dan JBEI telah mengembangkan Jenis CAD model dan simulasi untuk molekul RNA yang memungkinkan para insinyur komponen Biologis untuk mengendalikan ekspesi genetik pada mikroba. Hal ini memiliki potensi besar untuk pengembangan penelitian mikroba berbasis produksi yang berkelanjutan menuju penemuan biofule, biodegradable plastics, Obat terapi dan sejumlah lainnya yang berasal dari petrokimia.

 

Dikarenakan sistem biologis yang menunjukkan kompleksitas fungsional di berbagai skala, maka timbul sebuah pertanyaan besar yaitu apakah ada alat yang mampu untuk mendesain secara efektif dan dapat meningkatkan ukuran dan kompleksitas sistem mikroba untuk memenuhi kebutuhan yang lebih spesifik, “ Kata Jay Keasling, Direktur JBEI.” Pada penelitian ini di tetapkan landasan untuk mengembangkan platfrom CAD untuk merancang sistem kontrol yang kompleks berbasis RNA yang dapat memproses informasi seluler dan program ekspresi dari jumlah yang sangat besar, dan mungkin yang lebih penting adalah kami telah menyediakan kerangka kerja untuk mempelajari fungsi-fungsi RNA dan menunjukkan potensi menggunakan pemodelan biokimia dan biofisik untuk mengembangkan strategi desain rancang bangun yang teliti”.

Penelitian ini berdaskan pada makalah yang berjudul "Model-driven engineering of RNA devices to quantitatively-program gene expression."  Ditulis oleh Keasling dan di bantu oleh James Carothers, Jonathan Goler dan Darmawi Juminaga.

Biologi sintetik adalah bidang ilmu ilmiah yang muncul di mana perangkat biologis baru untuk merancang bangun  seperti molekul, sirkuit genetik atau sel, atau sistem biologi yang ada seperti mikroba. Tujuan utama nya adalah untuk menghasilkan produk kimia yang berharga dari bahan yang sederhana, murah dan terbarukan secara berkelanjutan. Seperti disiplin ilmu teknik lainnya, CAD Tools untuk simulasi dan merancang fungsi global berdasrkan prilaku komponen lokal yang sangat penting untuk membangun perangkat sistem bilogis yang kompleks. Sampai saat penelitian ini dikerjakan Tool yang yang masih sangat terbatas. Tools CAD untuk Biologi sintetis akan menyaingi tools yang di temukan dalam disiplin ilmu teknik yang lebih maju.

Keasling dan kawan-kawan berfokus pada pendekatan desain driven mereka pada urutan RNA yang dapat melipat dan mampu membentuk desain tiga dimensi yang rumit, yang disebut ribozim dan aptazymes. Contoh dapat mengkatalisis reaksi dan bertindak untuk mengendalikan ekspresi gen dalam bakteri, ragi dan sel mamalia. Dengan menggunakan model  mekanistik fungsi biokimia dan simulasi biofisik kinetik dari lipatan RNA. Model dan strategi desain kemudian diverifikasi dengan membangun 28 perangkat ekspresi genetik. Saat di uji perangkat ini menunjukkan hasil yang baik dimana 94% korelasi antara tingkat gen yang diprediksi dan diukur ekspresi.

Sementara penelitian ini difokuskan pad E.Coli dan Produksi mikroba biofule, mereka percaya bahwa konsep mereka juga dapat digunakan untuk fungsi pemograman ke dalam sistem mamalia dan sel. “ Kami baru saja memulai proyek penelitian untuk menyelidiki bagaimana kita dapat menggunakan pendekatan merancang RNA berbasis sistem kontrol genetik yang akan meningkatkan keamanan dan kemanjuran terapi obat regeneratif yang menggunakan pembudidayaan sel induk untuk mengobati penyakit diabetes dan parkinson,” kata Carothers.

Penelitian ini didukung oleh dana hibah dari DOE Office of Science melalui JBEI dan National Science Foundation melalui Synthetic Biology Engineering Research Center (SynBERC).

Referensi Jurnal : James M. Carothers, Jonathan A. Goler, Darmawi Juminaga, Jay D. Keasling. “Model-Driven Engineering of RNA Devices to Quantitatively Program Gene Expression” diterbitkan Science pada Desember 2011.

Continue Reading | komentar

MENGAPA MUTASI YANG SAMA MEMILIKI EFEK YANG BERBEDA PADA INDIVIDU YANG BERBEDA?

10 Desember 2011

JurnalSecience–Sebagian besar kelainan genetik (skizofrenia atau kanker payudara, misalnya) memiliki efek yang berbeda pada orang berbeda. Selain itu, seorang individu membawa mutasi tertentu dapat mengembangkan penyakit, sedangkan yang lain dengan mutasi yang sama mungkin tidak. Hal ini berlaku bahkan ketika membandingkan dua kembar identik yang memiliki genom identik. Tapi mengapa mutasi yang sama memiliki efek yang berbeda pada individu yang berbeda?

Sejak awal abad kedua puluh peneliti telah mempelajari peran bahwa variabilitas genetik (mutasi) dan lingkungan (konsumsi kebiasaan, gaya hidup, dll) memiliki dalam pengembangan penyakit. "Namun, perbedaan genetik dan lingkungan yang tidak cukup" kata Alejandro Burga, salah satu penulis artikel. "Dalam dekade terakhir kita telah belajar dengan mempelajari organisme yang sangat sederhana seperti bakteri yang ekspresi gen - sejauh mana gen diaktifkan atau dinonaktifkan -. Sangat bervariasi antara individu, bahkan tanpa adanya variasi genetik dan lingkungan Dua sel yang tidak sepenuhnya identik dan kadang-kadang perbedaan-perbedaan ini memiliki asal mereka dalam proses acak atau stokastik Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa jenis variasi dapat menjadi pengaruh penting fenotipe hewan, dan bahwa pengukuran yang dapat membantu untuk memprediksi andal kesempatan. mengembangkan suatu fenotipe abnormal seperti penyakit. "

Para peneliti melakukan studi mereka menggunakan elegans Caenorhabditis cacing gelang sebagai model. Karena kesederhanaan, worm ini mikroskopis adalah salah satu organisme yang paling banyak dipelajari dalam biologi, dan merupakan hewan pertama yang memiliki genom sequencing. Baru tiga yang berbeda Hadiah Nobel telah diberikan untuk penelitian menggunakan C. elegans.

Karena komposisi genetik dan lingkungan tidak cukup untuk menentukan apakah atau tidak mutasi akan mempengaruhi individu, mereka mengembangkan suatu metodologi untuk mengukur perbedaan kecil dalam ekspresi gen in vivo. "Tantangannya adalah tidak hanya untuk mengembangkan metode untuk mengukur perbedaan-perbedaan kecil di antara individu, tetapi juga untuk memprediksi gen relevan untuk mutasi tertentu," tambah Ben Lehner, koordinator penelitian dan Profesor ICREA Penelitian di Laboratorium Biologi Molekuler Eropa -Pusat Genomic Satuan Sistem Peraturan Penelitian Biologi. "Dalam kedua cacing bundar dan manusia, gen bekerja sama dan saling membantu untuk melakukan fungsi dalam sel A beberapa gen yang. Sangat" murah hati "dan membantu ratusan orang lain untuk melakukan proses yang berbeda, sedangkan yang lain hanya membantu beberapa gen lain untuk melakukan fungsi yang lebih spesifik. Kunci untuk memprediksi apa yang akan terjadi pada setiap individu adalah untuk mengukur variasi dalam ekspresi kedua jenis gen. "

Pekerjaan menunjukkan bahwa, bahkan jika kita benar-benar memahami semua gen penting untuk penyakit manusia tertentu, kita tidak pernah mungkin dapat memprediksi apa yang akan terjadi pada setiap orang dari urutan genom mereka sendiri. Sebaliknya, untuk mengembangkan obat-obatan pribadi dan prediktif juga akan diperlukan untuk mempertimbangkan berbagai sejauh mana gen diaktifkan atau dinonaktifkan pada setiap orang.

Studi ini didanai oleh Dewan Penelitian Eropa, Institució Catalana de recerca i Estudis Avanzats (ICREA) dan Departemen Ilmu dan Inovasi (MICINN).

Referensi Jurnal:

Alejandro Burga, M. Olivia Casanueva, Ben Lehner. Predicting mutation outcome from early stochastic variation in genetic interaction partners. Nature, 2011; 480 (7376): 250 DOI: 10.1038/nature10665

Continue Reading | komentar

Hubungan Antara Hilangnya Protein Synapse dan Prilaku Abnormal

06 Desember 2011

(Credit: Caltech/Kennedy lab)

JurnalSecience – Meskipun banyak penyakit mental pada manusia yang unik, namun kadang kala juga bisa berlaku pada hewan dengan menunjukkan prilaku abnormal dengan gangguan psikologis. Prilaku seperti itu disebut endophenotypes. Para peneliti dari Institut Teknologi California (Celtech) telah menemukan bahwa tikus yang kekurangan gen yang mengkodekan protein tertentu yang di temukan di dalam layar sinapsis otak bahwa sejumlah endophenotypes terkait dengan skizofrenia dan gangguan spektrum autisme.

 Hasil Temuan ini diterbitkan di Journal of Neuroscience dan peneliti yang terlibat didalamnya adalah Maria Kennedy, Allen dan Lenabelle Davis Profesor Biologi di Caltech, sebagai penulis senior.

Tim ini menciptakan mutasi pada tikus sehingga mereka menghilang gen untuk protein yang disebut DENSIN-180, yang berlimpah di dalam sinapsis otak, mereka elektro-kimia koneksi antara satu neuron dan lain yang memungkinkan pembentukan jaringan antara otak neuron. Protein ini mengikat tongkat dan bersama-sama protein lain di bagian dari neuron yang pada akhir penerimaan sinaps dan disebut postsynapse tersebut. "Pekerjaan kami menunjukkan bahwa DENSIN-180 membantu untuk terus secara bersama merupakan bagian kunci dari mesin mengatur rangsangan di bagian sinapsis otak postsynaptic," kata Kennedy.

Pada tikus yang tidak memiliki DENSIN-180, para peneliti menemukan penurunan jumlah dari beberapa protein peraturan lain biasanya terletak di postsynapse tersebut. Kennedy dan rekan-rekannya secara khusus tertarik dengan penurunan tajam dalam jumlah protein yang disebut DISC1. "Sebuah mutasi yang menyebabkan hilangnya fungsi DISC1 telah ditunjukkan untuk mempengaruhi manusia untuk perkembangan skizofrenia dan gangguan bipolar," kata Kennedy.

Dalam studi tersebut, para peneliti membandingkan perilaku tikus yang khas dengan bahwa dari tikus yang tidak memiliki DENSIN. Mereka yang tidak DENSIN ditampilkan gangguan memori jangka pendek, hiperaktif menanggapi situasi novel atau stres, defisit normal sarang membangun aktivitas, dan tingkat kecemasan yang lebih tinggi. "Studi tikus dengan fitur skizofrenia dan autisme-seperti telah melaporkan perilaku yang sama," catatan Kennedy.

"Kami tidak tahu persis bagaimana molekul cacat mengarah ke perilaku endophenotypes. Itu akan menjadi pekerjaan kami ke depan," kata Kennedy. "Hubungan mekanistik molekul antara cacat gen dan perilaku rusak yang rumit dan, belum, sebagian besar tidak diketahui Memahami mereka pergi ke jantung pemahaman fungsi otak.."

Memang, ia menambahkan, temuan menunjukkan perlunya pemahaman yang lebih baik dari interaksi yang terjadi antara protein pada sinapsis. Studi interaksi ini dapat memberikan informasi yang diperlukan untuk layar untuk obat-obatan baru dan lebih baik untuk pengobatan penyakit mental. "Penelitian ini benar-benar memperkuat gagasan bahwa perubahan kecil dalam struktur molekul pada sinapsis terkait dengan masalah utama dengan perilaku," kata Kennedy.

Caltech rekan penulis jurnal, "Penghapusan DENSIN-180 Hasil di Perilaku abnormal Terkait dengan Penyakit Mental dan Mengurangi mGluR5 dan DISC1 di Fraksi Kepadatan postsynaptic," termasuk Paul Patterson, P. Anne dan Benyamin F. Biaggini Profesor Ilmu Biologi; Holly Carlisle, Tinh Luong, Andrew-Madinah Marino, Leslie Schenker, Eugenia Khorosheva, Keith Gunapala, dan Andrew Steele. Penulis lain Jurnal adalah Tim Indersmitten dan Thomas O'Dell dari David Geffen School of Medicine di University of California, Los Angeles. Penelitian ini didukung oleh Institut Kesehatan Nasional, Gordon dan Betty Moore Foundation Pusat Studi Biologi Integratif your, Howard Hughes Medical Institute, National Science Foundation, Yayasan McGrath, dan Fellows luas dalam program Sirkuit Otak.

Referensi Jurnal: Deletion of Densin-180 Results in Abnormal Behaviors Associated with Mental Illness and Reduces mGluR5 and DISC1 in the Postsynaptic Density Fraction. Journal of Neuroscience, 2011; 31 (45): 16194 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5877-10.2011

Continue Reading | komentar

Penyakit Pembunu KODOK Terlahir Akibat Perdagangan

08 November 2011

Jurnal Secience – Penyebaran Jamur chytrid yang sangat mematikan merupakan kontribusi dari perdagangan amfibi di pasar Global. Tim dibalik penemuan ini menyerukan untuk melakukan karantin amfibi untuk membantu memperlambat penyebaran penyakit ini.

Rhys Farrer dari Imperial College London dan rekannya menyinggung Sequencing Genom dari 20 sampel jamur Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) yang dikumpulkan dari Eropa, Afrika, Amerika Utara dan Selatan serta Australia, mereka menemukan dari 16 dari 20 sampel genetik identik memiliki strain tunggal yang disebut BdGPL yang telah menyebar keseluruh Benua. Pengujian pada berudu juga mengungkap bahwa strain dangat virulen.

BdGPL genom menunjukkan bahwa telah terbentuk ketika dua strain dikawinkan, beberapa waktu dalam 100 tahun terakhir. Penjelasan terbaik dan sederhana adalah bahwa perdagangan abad ke-20, yang mengirim amfibi di seluruh dunia, memungkinkan kawin, kata Farrer

"Kita harus membatasi perdagangan, atau setidaknya memastikan bahwa amfibi tidak terkontaminasi," kata Fisher. Salah satu pendekatan akan bagi negara-negara untuk mengkarantina semua amfibi diimpor dan hanya memungkinkan mereka untuk tinggal jika mereka terinfeksi.

Ketika muncul perdagangan yang menyebar chytrid, Organisasi Dunia untuk Kesehatan Hewan membuat penyakit dilaporkan, yang berarti bahwa negara harus melaporkan apakah mereka memilikinya atau tidak. Tapi itu tidak menghentikannya menyebar.

Dua tempat yang paling membutuhkan perlindungan yang mendesak Madagaskar dan Asia Tenggara, kata Fisher: "Mereka adalah redoubts terakhir dari spesies amfibi tidak terinfeksi." Keduanya hotspot keanekaragaman amfibi, dan jelas BdGPL. Madagaskar tetap tidak terinfeksi meskipun BdGPL merajalela di Afrika, dan survei terakhir menunjukkan bahwa strain chytrid Asia tidak sangat virulen (PLoS One, DOI: 10.1371/journal.pone.0023179).

Jika BdGPL mencapai tempat-tempat ini, dengan cepat dapat menghancurkan katak mereka. Dalam beberapa bulan itu mencapai Montserrat, di Hindia Barat, pada awal 2009, konservasionis harus terbang katak raksasa parit - juga dikenal sebagai ayam gunung - luar negeri untuk menyelamatkan mereka dari kepunahan.

Negara-negara yang sudah memiliki BdGPL juga harus lembaga karantina, kata Peter Daszak, presiden Aliansi EcoHealth di New York. "Penelitian ini menunjukkan rekombinasi yang dapat terjadi dan menimbulkan strain virulen yang baru," katanya. "Memblokir pengenalan strain baru akan mengurangi ini."

Daszak menambahkan: "Ini akan sulit untuk menghentikan penyebaran garis keturunan baru dari Bd, tetapi jika kita melihat kehancuran yang patogen ini telah menyebabkan, kita sangat membutuhkan untuk mencoba." Jurnal referensi: Prosiding National Academy of Sciences.(dh)

Continue Reading | komentar