(PhysOrg.com) - Utilizando un sistema de canales nanofluídicos y microscopía de fluorescencia multicolor, un equipo de investigadores de la Universidad de Cornell ha desarrollado un método que analiza la unión del ADN y las proteínas de unión al ADN conocidas como histonas en ubicaciones específicas a lo largo de moléculas de ADN individuales. Los datos generados con este método proporcionan información sobre el llamado estado epigenético de una célula, que reflejan diferencias en los genes que expresa una célula determinada en un momento dado.
Este esfuerzo de investigación fue dirigido por Paul Soloway, Doctor., y Harold Craighead, Doctor., quien también es el investigador principal del Centro de Oncología y Ciencias Físicas de la Universidad de Cornell, uno de los ocho centros recientemente establecidos financiados por el Instituto Nacional del Cáncer para identificar y estudiar las leyes y principios físicos y biológicos que guían el desarrollo y la propagación del cáncer. Los investigadores publicaron los resultados de este proyecto en la revista Química analítica.
Cada célula del cuerpo contiene el mismo modelo genético, pero lo que diferencia una célula del hígado de una célula del corazón es una serie de modificaciones del ADN, como la metilación, que determina el conjunto específico de genes que se expresan en un tipo específico de célula. Estas modificaciones se conocen como epigenéticas, en lugar de genético, cambios ya que no alteran la secuencia del ADN, solo sus propiedades estructurales. Esos cambios estructurales determinan qué genes son accesibles para las muchas proteínas involucradas en convertir la información genética en proteínas específicas.
Hay muchas técnicas que los investigadores pueden utilizar para investigar tales cambios epigenéticos, pero estos métodos requieren una gran cantidad de células, y por lo tanto, Producen una imagen promedio del estado epigenético. Además, estas técnicas no pueden examinar todo el genoma, tampoco pueden examinar dos tipos diferentes de cambios epigenéticos simultáneamente.
Para resolver estas limitaciones, el equipo de Cornell creó un dispositivo nanofluídico capaz de hacer fluir moléculas de ADN individuales a través de un canal y pasar por un detector que puede registrar y analizar la fluorescencia del ADN y sus proteínas asociadas en tiempo real. Los investigadores también demostraron que pueden tomar ADN despojado de sus proteínas, etiquetarlo con una molécula fluorescente que se una a bases metiladas, y detectar ubicaciones específicas de metilación del ADN.
En este conjunto de experimentos, los investigadores utilizaron su sistema nanofluídico para revelar la frecuencia y coincidencia de cambios epigenéticos en moléculas de ADN individuales. Los investigadores creen, sin embargo, que podrán modificar el dispositivo para clasificar rápidamente las estructuras de proteínas de ADN en función de sus firmas epigenéticas. Los fragmentos de cromatina clasificados podrían estudiarse más a fondo utilizando todas las herramientas del ADN, incluida la secuenciación de ADN.
su trabajo se detalla en un documento titulado, "Análisis epigenético de una sola molécula en un canal nanofluídico". Un resumen de este artículo está disponible en el sitio web de la revista.
