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DNA Microarrays

Microarrays are high-throughput and relatively inexpensive assays that can be automated to analyze large quantities of data at a time. They are used in genome-wide studies to compare gene or protein expression under two varied conditions, such as healthy and diseased states. Microarrays consist of glass or silica slides on which probe molecules are covalently attached through surface functionalization. Most commonly, the slides are prepared through the chemisorption of silanes to silica...
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Microbial Biosensors

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Genetic Screens

Genetic screens are tools used to identify genes and mutations responsible for phenotypes of interest. Genetic screens help identify individuals or a group of people at risk of developing  genetic diseases and help them with early intervention, targeted therapy, and reproductive options.
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Una matriz de detección de 'biopixels' genéticos radicalmente acoplados.

Arthur Prindle1, Phillip Samayoa, Ivan Razinkov

  • 1Department of Bioengineering, University of California, San Diego, La Jolla, California 92093, USA.

Nature
|December 20, 2011
PubMed
Resumen

Los investigadores diseñaron colonias bacterianas sincronizadas para crear un reloj macroscópico. Este avance de la biología sintética permite a los biosensores genéticos a gran escala para detectar toxinas ambientales como el arsénico.

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Área de la Ciencia:

  • Biología sintética Biología sintética.
  • La ingeniería microbiana es la ingeniería microbiana.
  • Biología de Sistemas Biología de Sistemas.

Sus antecedentes:

  • Los entornos celulares presentan desafíos para los circuitos de biología sintética debido al ruido y la variabilidad intercelular.
  • La variabilidad dificulta la funcionalidad de los circuitos biológicos diseñados a nivel de colonia.

Objetivo del estudio:

  • Para diseñar oscilaciones sincronizadas en miles de colonias de bacterias a escalas de un centímetro de largo.
  • Desarrollar una plataforma para la coordinación a gran escala del comportamiento celular diseñado.
  • Para construir un reloj macroscópico para detectar contaminantes ambientales.

Principales métodos:

  • Utilizó mecanismos de acoplamiento sinérgicos intercelulares, incluida la detección de quórum dentro de las colonias y la señalización redox en fase gaseosa entre las colonias.
  • "Biopixels" bacterianos diseñados para oscilar y sincronizar su comportamiento.
  • Biopíxeles sincronizados integrados en una estructura de reloj macroscópico similar a una pantalla de cristal líquido (LCD).

Principales resultados:

  • Logró la sincronización de miles de colonias bacterianas oscilantes en escalas de un centímetro de longitud.
  • Construyó con éxito un reloj macroscópico capaz de detectar arsénico mediante la modulación de su período oscilatorio.
  • Demostró el potencial para coordinar el comportamiento bacteriano a gran escala.

Conclusiones:

  • La plataforma de sincronización de ingeniería supera el ruido celular y los desafíos de variabilidad en la biología sintética.
  • Este trabajo permite el desarrollo de biosensores genéticos de bajo costo y desplegables en el campo para detectar metales pesados y patógenos.
  • El comportamiento bacteriano coordinado a gran escala abre nuevas vías para la ingeniería microbiana y el monitoreo ambiental.