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Synthetic Biology02:55

Synthetic Biology

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Synthetic biology is an interdisciplinary science that involves using principles from disciplines such as engineering, molecular biology, cell biology, and systems biology. It involves remodeling existing organisms from nature or constructing completely new synthetic organisms for applications such as protein or enzyme production, bioremediation, value-added macromolecule production, and the addition of desirable traits to crops, to name a few.
Golden rice
Golden rice is a genetically modified...
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Next-generation Sequencing03:00

Next-generation Sequencing

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The first human genome sequencing project cost $2.7 billion and was declared complete in 2003, after 15 years of international cooperation and collaboration between several research teams and funding agencies. Today, with the advent of next-generation sequencing technologies, the cost and time of sequencing a human genome have dropped over 100 fold.
Next-Generation Sequencing Methods
Although all next-generation methods use different technologies, they all share a set of standard features....
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Genome Annotation and Assembly03:36

Genome Annotation and Assembly

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The genome refers to all of the genetic material in an organism. It can range from a few million base pairs in microbial cells to several billion base pairs in many eukaryotic organisms. Genome assembly refers to the process of taking the DNA sequencing data and putting it all back together in a correct order to create a close representation of the original genome. This is followed by the identification of functional elements on the newly assembled genome, a process called genome annotation.
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Diseñador de ensamblajes de ADN a nanoescala programados de arriba hacia abajo

Rémi Veneziano1, Sakul Ratanalert2, Kaiming Zhang3

  • 1Department of Biological Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA.

Science (New York, N.Y.)
|May 28, 2016
PubMed
Resumen

Los investigadores desarrollaron un nuevo método de origami de ADN para diseñar de forma autónoma estructuras moleculares complejas basadas en la forma. Esta estrategia de arriba hacia abajo evita el diseño manual de emparejamiento de bases, lo que permite aplicaciones versátiles.

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Área de la Ciencia:

  • Biotecnología
  • Nanotecnología
  • Ingeniería molecular

Sus antecedentes:

  • El origami de ADN escalonado permite la síntesis de la arquitectura molecular compleja.
  • Los métodos actuales requieren el diseño manual del emparejamiento de bases de Watson-Crick para las estructuras objetivo.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar una estrategia general de arriba hacia abajo para el diseño autónomo de arquitecturas de ADN basadas únicamente en la forma objetivo.
  • Para superar las limitaciones del diseño manual de emparejamiento de bases en el origami de ADN.

Principales métodos:

  • Representación de objetos como superficies cerradas representadas como redes poliédricas de duplexos de ADN paralelos.
  • Utilizando un algoritmo de árbol de extensión para el enrutamiento completo del andamio de ADN.
  • El uso de la reacción en cadena de la polimerasa asimétrica para la producción de ensamblaje.
  • Verificando la fidelidad estructural usando microscopía criolectrónica de una sola partícula.

Principales resultados:

  • Diseño autónomo demostrado de arquitecturas de ADN casi arbitrarias basadas en la forma del objetivo.
  • Produjo ensamblajes de ADN monodisperso estables con longitud y secuencia de andamio personalizados.
  • Se han confirmado estructuras tridimensionales de alta fidelidad a través de la criomicroscopia.
  • Demostró la estabilidad a largo plazo de los ensamblajes de ADN en suero y amortiguador con bajo contenido de sal.

Conclusiones:

  • La estrategia desarrollada de arriba hacia abajo permite el diseño autónomo de nanoestructuras complejas de ADN.
  • El método ofrece versatilidad tanto para aplicaciones biológicas como no biológicas.
  • Se pueden producir ensamblajes de ADN estables y de alta fidelidad de manera eficiente.