saker tar en oväntad vändning

Ibland gener muteras genom tillsats eller avlägsnande av en nukleotid, en så kallad ramskiftesmutation eftersom triplett 'läsramen' översättnings ändras. Men om en tRNA som kan läsa THEX som ett enda kodon ordet är närvarande, den korrekta läsramen kan utvinnas som THEX CAT kan köra FAR. Denna lilla förändring till den ursprungliga meningen är mycket mindre förödande än ramförskjutning. Dessa tRNA i själva verket existerar, och de kallas frame suppressor tRNA eftersom de undertrycka effekten av en ramskiftsmutation (Fig. 2B, en modell av en läsramsförskjutning suppressor tRNA Jag utformade i high school).

min egen Winding Path Through Science: Historien bakom pappers

Min grupp på att utveckla frame suppressor tRNA som en molekylär omkopplare för genuttryck. En gen innehållande en invalidiserande ramskiftsmutation är FRÅN, om inte en motsvarande ramskifte suppressor-tRNA uttrycks i cellen (figurerna 2C och 2D.: Funktionell GFP produceras endast när ramförskjutning undertrycks av en läsramsförskjutning suppressor-tRNA).

Vi försökte utveckla en ny kategori av tRNA delar att fungera som omkopplare. tRNA är adaptermolekyl som, i processen för översättning, konvertera den genetiska koden av nukleinsyrorna DNA och RNA till sekvensen av aminosyror som gör ett protein. Experiment i 20-talet visade att tre baser av DNA eller RNA motsvarar en aminosyra i ett protein. Varje triplett av baser kallas ett kodon, eftersom insamlingen av baser kodar för en aminosyra. Under translation, exponerar ribosomen ett kodon i mRNA-strängen, och den komplementära tRNA fäster dess aminosyra till den växande proteinkedjan.

Suppressor-tRNA: n lämpar sig väl för framställning av OR och OCH (Fig. 3). Om endera suppressor-tRNA A eller suppressor-tRNA B uttrycks, är den ursprungliga läsramen återställs och ett funktionellt protein produceras. Här är de tRNA visas läser fem mRNA nukleotider som en enda kodon, vilket är precis vad Män Canada Goose Freestyle Väst Svart Sverige vi använt i vår design.

Tidigare experiment har visat att detta inte alltid är fallet. Införliva ytterligare baser i antikodon slinga av en tRNA (den del som 'läser' kodonet) kan öka längden på erkännande kodon. Detta har viktiga implikationer på grund av hur den genetiska koden fungerar.

Liksom i RNA, kan vi konstruera en mening med tre bokstäver ord ( 'kodoner'): Katten kan köra långt. Men budskapet förändras när samma beställning bokstäver omlagras: THEC ATC ANR UNF AR. Likaså om en tRNA läser fyra baser som en enda kodon, är DNA-meddelande ändras.

tRNA som genetiska switchar

Allt jag har sagt hittills är allt gott och väl, men forskning tar ofta oväntade vändningar. Vi byggde massor av konstruktioner skiftas ut ram på ett sätt som kan återställas med olika kombinationer av sex tRNA. Men något roligt som hände. Vi designade våra konstruktioner så att E. coli skulle lysa rött om kombinationen av tRNA de som uppfyllde logik tvång. Men mönstret av glödande E. coli inte matchar mönstret som förutsägs av de logiska uttalanden. I stället vad vi funnit är att de tRNA faktiskt läste fyra nukleotiderna som en kodon, i stället för fem (Fig. 4 visar mekanismen)! Det var överraskande, eftersom det gick mot vad som redan publicerats i litteraturen.

år senare, i high school, hade jag turen att få möjlighet att göra egen forskning i en valbar vetenskap klass. På jakt efter vägledning och mentorskap, kontaktade jag biologen Eckdahl rådde mig på ett par projekt. Därefter, under våren min yngre år på gymnasiet, erbjöd han mig en sommar forskartjänst i sitt labb lära molekylära och syntetiska biologiska tekniker utöver modellering molekylstrukturer på datorn. Denna erfarenhet skulle förändra mitt liv, från respektabel läkarkåren till den ädla vetenskaplig ett. Jag såldes, då och där. Forskning var min passion. Det var inte lätt, men de personliga belöningar var värt besväret.

Det thrills mig bortom ord att meddela att jag nu en publicerad forskare, och att i det här inlägget jag kan citera Sawyer et al. (2012)! Den första siffran på papperet visar syntetisk biologi forskning som en slingrande stig mellan tackla tekniska frågor och generera ny kunskap om grundläggande vetenskap. Men, som du ser, är offentliggörandet av detta dokument själva en annan vändning i min egen resa av vetenskapliga upptäckter.

Image poäng: Figur 4 är från ref. 1. Resten gjordes av mig, speciellt för det här inlägget. Siffror från papper, liksom mina siffror i det här inlägget, kan återges med skrivning.

Jag fick träffa och resa att arbeta tillsammans med labs medarbetare från Davidson College. Det är ingen tillfällighet att jag nu skriver detta från Davidson College. Utan min exponering för forskning i gymnasiet, skulle jag inte ha hittat högskola som, på gott och ont, jag nu tacka så mycket. Men innan jag kom hit fick jag resa till MIT med hela laget för att presentera vårt arbete på iGEM, Internationella genetiskt Engineered Machine konkurrens. Jag hade aldrig sett något liknande. Studenter och deras rådgivare kom från hela världen för att dela sina syntetisk biologi projekt allt i en halsbrytande helgen. Det var en bra tid, med mycket folk.

Jag vet inte vad forskningsområdet jag kommer så småningom komma att hävda min egen, men oavsett hur min framtid utvecklas kommer jag alltid att minnas detta ödesdigra projekt som bar mig i den vetenskapliga världen, sätta mig på min egen slingrande stig av förundran och upptäckten. Jag är evigt skuldsatta.

Det är svårt att säga när mitt intresse för vetenskap först dök upp. Jag skulle säga att varje barn är i sig intresserade av vetenskap, kräver samlad insats för att släcka den. Men även i grundskolan jag lade märke till en värld av vetenskap och medicin.

en sträckning i Winding Path of Syntetisk biologi Research

Vi föreställde suppressor-tRNA som en metod för att koda logiska uttryck in i levande celler. Siffran på toppen av detta inlägg är ett exempel styrsystem som kan, i teorin, kan genomföras med hjälp av dessa tRNA. Tänk dig, till exempel, en population av E. coli i en fermentertråg raffinering ett läkemedel. Cellerna matas två prekursorer som de kombinerar och modifierar med hjälp av en serie av enzymatiska reaktioner. Fyra suppressor tRNA styr kretsen. tRNA A produceras under DNA-skador, tRNA B i oxidativ stress från fria radikaler, tRNA C när prekursor X tar slut, och tRNA D när prekursor Y tar slut. Om cellen upplever DNA-skada eller oxidativ stress, då spänningssvars proteiner produceras för att hålla cellen vid liv och producera. Om substrat X eller substrat Y ackumuleras, producerar cellen mer enzym att plocka upp den slappa av reaktionen. Och slutligen, om cellen upplever DNA-skada eller oxidativ stress, och en eller båda av substraten är i överskott (saker är i total oordning!), Cell bryter sig öppen för att spara resurser på populationsnivå och släpp drogerna det har producerat hittills.

Men i våra experiment tRNA arbetade under mycket olika förhållanden från tidigare litteratur. Våra experiment har inte utöva selektivt tryck på cellerna; Vi såg bara för att se om de glödde rött. Experimentet från litteraturen krävde att cellerna undertrycka en fem bas kodon eller de skulle bli dödad av ett antibiotikum. Således var fyra bas kodon händelser som inte upptäcks i sin analys, bara fem (som vi anser vara sällsynt, annars skulle vi har observerat dem i vår analys). Och så, på grund av denna hake, rapporterar tidningen denna oväntade suppressor tRNA beteende. Hade vi började att veta att dessa tRNA läsa fyra bas kodon snarare än fem, kanske skulle vi producerat något som den schematiska högst upp på sidan.

Innan han kom till Davidson, Dr. Eckdahl tog mig för en andra sommar. Jag var mycket mer självständiga, höll min egen i utformningen konstruktioner och utför experiment. När jag kom till Davidson, tog jag en något mindre givande sabbatsår från forskning som jag slog ut examen krav och bosatte sig i college livet. Jag tillbringade sedan min första sommar på Davidson, liksom den efterföljande hösttermin, arbetar för att avsluta projektet jag hade börjat på gymnasiet.

Det engelska språket är på sätt och vis också en kod. Vi kombinerar bokstäver i ord som kodar för en särskild betydelse. Det finns inget speciellt, eller får som, om insamling av bokstäverna i ordet 'får.' Inte heller det något speciellt i 'ovis,' vars brevsamling används av ett annat språk (latin) att betyda samma sak.

Syntetisk biologi omfattar ett stort utbud av idéer och tekniker, men min paper1 fokuserar på delar syntetisk biologi i E. coli. Gener och reglerande DNA kan en approximation, betraktas som utbytbara delar som motstånd, lampor och switchar i en krets. Enskilda projekt bidrar till syntetisk biologi genom att bygga nya delar eller kombinera befintliga på nya sätt att generera nya funktioner. De flesta projekt, inklusive denna, göra en kombination av båda.

Män Canada Goose Freestyle Väst Svart Sverige

Även om vi inte lyckas med att utforma en krets som den ovan, kan laboratorier runt om i världen plocka upp där vi slutade genom att begära våra tRNA från kansli biologiska standarddelar. Det har varit en hel del spännande arbete nyligen i RNA syntetisk biologi, från designer RNA aptamers som reglerar genuttryck genom att binda till små molekyler, till riboswitches och mer. Det var spännande att göra ett litet bidrag.