917 resultados para High-throughput
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Photolithographic micromachining of silicon is a candidate technology for the construction of high-throughput DNA analysis devices. However, the development of complex silicon microfabricated systems has been hindered in part by the lack of a simple, versatile pumping method for integrating individual components. Here we describe a surface-tension-based pump able to move discrete nanoliter drops through enclosed channels using only local heating. This thermocapillary pump can accurately mix, measure, and divide drops by simple electronic control. In addition, we have constructed thermal-cycling chambers, gel electrophoresis channels, and radiolabeled DNA detectors that are compatible with the fabrication of thermocapillary pump channels. Since all of the components are made by conventional photolithographic techniques, they can be assembled into more complex integrated systems. The combination of pump and components into self-contained miniaturized devices may provide significant improvements in DNA analysis speed, portability, and cost. The potential of microfabricated systems lies in the low unit cost of silicon-based construction and in the efficient sample handling afforded by component integration.
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A concept termed liquid-phase combinatorial synthesis (LPCS) is described. The central feature of this methodology is that it combines the advantages that classic organic synthesis in solution offers with those that solid-phase synthesis can provide, through the application of a linear homogeneous polymer. To validate this concept two libraries were prepared, one of peptide and the second of nonpeptide origin. The peptide-based library was synthesized by a recursive deconvolution strategy [Erb, E., Janda, K. D. & Brenner, S. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 11422-11426] and several ligands were found within this library to bind a monoclonal antibody elicited against beta-endorphin. The non-peptide molecules synthesized were arylsulfonamides, a class of compounds of known clinical bactericidal efficacy. The results indicate that the reaction scope of LPCS should be general, and its value to multiple, high-throughput screening assays could be of particular merit, since multimilligram quantities of each library member can readily be attained.
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A cardiomiopatia hipertrófica (CMH) é uma doença geneticamente determinada, caracterizada por hipertrofia ventricular primária, com prevalência estimada de 0.2% na população geral. Qualquer portador tem 50% de chance de transmitir esta doença para seus filhos, o que torna cada vez mais relevante a importância do estudo genético dos indivíduos acometidos e de seus familiares. Já foram descritas diversas mutações genéticas causadoras de CMH, a maioria em genes que codificam proteínas do sarcômero, e algumas mutações mais raras em genes não sarcoméricos. O objetivo desse estudo é sequenciar as regiões exônicas de genes candidatos, incluindo os principais envolvidos na hipertrofia miocárdica, utilizando o sequenciamento de nova geração (Generation Sequencing); testar a aplicabilidade e viabilidade deste sistema para identificar mutações já confirmadas e propor as prováveis novas mutações causadoras de CMH. Métodos e resultados: 66 pacientes não aparentados portadores de CMH foram estudados e submetidos à coleta de sangue para obtenção do DNA para analisar as regiões exômicas de 82 genes candidatos, utilizando a plataforma MiSeq (Illumina). Identificou-se 99 mutações provavelmente patogênicas em 54 pacientes incluídos no estudo (81,8%) relacionadas ou não a CMH, e distribuídas em 42 genes diferentes. Destas mutações 27 já haviam sido publicadas, sendo que 17 delas descritas como causadoras de CMH. Em 28 pacientes (42,4%) identificou-se mutação nos três principais genes sarcoméricos relacionados à CMH (MYH7, MYBPC3, TNNT2). Encontrou-se também um grande número de variantes não sonôminas de efeito clínico incerto e algumas mutações relacionadas a outras enfermidades. Conclusão: a análise da sequencia dos exônos de genes candidatos, demonstrou ser uma técnica promissora para o diagnóstico genético de CMH de forma mais rápida e sensível. A quantidade de dados gerados é o um fator limitante até o momento, principalmente em doenças geneticamente complexas com envolvimento de diversos genes e com sistema de bioinformática limitado.
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A maioria dos casos de puberdade precoce central (PPC) em meninas permanece idiopática. A hipótese de uma causa genética vem se fortalecendo após a descoberta de alguns genes associados a este fenótipo, sobretudo aqueles implicados com o sistema kisspeptina (KISS1 e KISS1R). Entretanto, apenas casos isolados de PPC foram relacionados à mutação na kisspeptina ou em seu receptor. Até recentemente, a maioria dos estudos genéticos em PPC buscava genes candidatos selecionados com base em modelos animais, análise genética de pacientes com hipogonadismo hipogonadotrófico, ou ainda, nos estudos de associação ampla do genoma. Neste trabalho, foi utilizado o sequenciamento exômico global, uma metodologia mais moderna de sequenciamento, para identificar variantes associadas ao fenótipo de PPC. Trinta e seis indivíduos com a forma de PPC familial (19 famílias) e 213 casos aparentemente esporádicos foram inicialmente selecionados. A forma familial foi definida pela presença de mais de um membro afetado na família. DNA genômico foi extraído dos leucócitos do sangue periférico de todos os pacientes. O estudo de sequenciamento exômico global realizado pela técnica ILLUMINA, em 40 membros de 15 famílias com PPC, identificou mutações inativadoras em um único gene, MKRN3, em cinco dessas famílias. Pesquisa de mutação no MKRN3 realizada por sequenciamento direto em duas famílias adicionais (quatro pacientes) identificou duas novas variantes nesse gene. O MKRN3 é um gene de um único éxon, localizado no cromossomo 15 em uma região crítica para a síndrome de Prader Willi. O gene MKRN3 sofre imprinting materno, sendo expresso apenas pelo alelo paterno. A descoberta de mutações em pacientes com PPC familial despertou o interesse para a pesquisa de mutações nesse gene em 213 pacientes com PPC aparentemente esporádica por meio de reação em cadeia de polimerase seguida de purificação enzimática e sequenciamento automático direto (Sanger). Três novas mutações e duas já anteriormente identificadas, incluindo quatro frameshifts e uma variante missense, foram encontradas, em heterozigose, em seis meninas não relacionadas. Todas as novas variantes identificadas estavam ausentes nos bancos de dados (1000 Genomes e Exome Variant Server). O estudo de segregação familial em três dessas meninas com PPC aparentemente esporádica e mutação no MKRN3 confirmou o padrão de herança autossômica dominante com penetrância completa e transmissão exclusiva pelo alelo paterno, demonstrando que esses casos eram, na verdade, também familiares. A maioria das mutações encontradas no MKRN3 era do tipo frameshift ou nonsense, levando a stop códons prematuros e proteínas truncadas e, portanto, confirmando a associação com o fenótipo. As duas mutações missenses (p.Arg365Ser e p.Phe417Ile) identificadas estavam localizadas em regiões de dedo ou anel de zinco, importantes para a função da proteína. Além disso, os estudos in silico dessas duas variantes demonstraram patogenicidade. Todos os pacientes com mutação no MKRN3 apresentavam características clínicas e hormonais típicas de ativação prematura do eixo reprodutivo. A mediana de idade de início da puberdade foi de 6 anos nas meninas (variando de 3 a 6,5) e 8 anos nos meninos (variando de 5,9 a 8,5). Tendo em vista o fenômeno de imprinting, análise de metilação foi também realizada em um subgrupo de 52 pacientes com PPC pela técnica de MS-MLPA, mas não foram encontradas alterações no padrão de metilação. Em conclusão, este trabalho identificou um novo gene associado ao fenótipo de PPC. Atualmente, mutações inativadoras no MKRN3 representam a causa genética mais comum de PPC familial (33%). O MKRN3 é o primeiro gene imprintado associado a distúrbios puberais em humanos. O mecanismo preciso de ação desse gene na regulação da secreção de GnRH necessita de estudos adicionais
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Les impacts environnementaux dues à l'extraction minière sont considérables. C'est l'action des microorganismes, en utilisant leur métabolisme du soufre sur les déchets miniers, qui engendre les plus grands défis. Jusqu'à présent, peu de recherches ont été effectués sur les microorganismes environnementaux pour la compréhension globale de l'action du métabolisme du soufre dans une optique de prévention et de rémédiation des impacts environnementaux de l'extraction minière. Dans cette étude, nous avons étudié une bactérie environnementale, Acidithiobacillus thiooxidans, dans le but de comprendre le métabolisme du soufre selon le milieu de culture et le niveau d'acidité du milieu. Nous avons utilisé la transcriptomique à haut débit, RNA-seq, en association avec des techniques de biogéochimie et de microscopie à électrons pour déterminer l'expression des gènes codants les enzymes du métabolisme du soufre. Nous avons trouvé que l'expression des gènes des enzymes du métabolisme du soufre chez ce microorganisme sont dépendantes du milieu, de la phase de croissance et du niveau d'acidité présent dans le milieu. De plus, les analyses biogéochimiques montrent la présence de composés de soufre réduits et d'acide sulfurique dans le milieu. Finalement, une analyse par microscopie électronique révèle que la bactérie emmagasine des réserves de soufre dans son cytoplasme. Ces résultats permettent une meilleure compréhension de son métabolisme et nous rapprochent de la possibilité de développer une technique de prédiction des réactions ayant le potentiel de causer des impacts environnementaux dus à l'extraction minière.
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Introduction: The Omics sciences are part of the research and diagnostic routines in human health. However, their application in veterinary sciences is still sparse, albeit the increasing number of proteomics studies published, especially regarding farm animals. The amount of information accumulated by these high throughput techniques, makes the existence of specialized databases fundamental. These databases are essential to store, annotate and make available to the scientific community, all the information gathered by the different omics studies, so that researchers can use it to understand the physio pathological mechanisms underlying sheep diseases, as well as to develop new and improved diagnostic, prognostic and therapeutic strategies. Objetive: The aim of this work is to present the OvisOme database and to demosntrate how it can be used to understand the molecular mechanisms urderlying sheep disease. Methodologies: OvisOme compiles all proteins identified by proteomics studies of Ovis aries. The proteins are annotated as to the sample characterization, the proteomics techniques used and all the data the authors refer regarding the donor sheep’s health. Results: The database currently has 1451 proteins, associated to 8 diseases and 10 breeds. When compared to other proteomics databases, the OvisOme stores and displays more information than other databases not specific for sheep, such as UniProt. Conclusion: OvisOme is a valuable tool for the study of the molecular mechanisms underlying sheep health and disease.
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During infections, Giardia lamblia undergoes a continuous change of its major surface antigens, the variant-specific surface proteins (VSPs). Many studies on antigenic variation have been performed using G. lamblia clone GS/M-83-H7, which expresses surface antigen VSP H7. The present study was focused on the identification and characterization of vsp gene sequences within the genome of the clonal G. lamblia GS/M-83-H7 line. For this purpose, we applied a PCR which specifically amplified truncated sequences from the 3'-terminal region of the vsp genes. Upon cloning, most of the vsp gene amplification products were shown to be approximately identical in size and thus could not be distinguished from each other by conventional gel electrophoresis. In order to pre-estimate the sequence complexity within the large panel of vsp clones isolated, we elaborated a novel concept which facilitated our large-scale genetic screening approach: PCR products from cloned DNA molecules were generated and then subjected to a DNA melting profile assay based on the use of the LightCycler Instrument. This high-throughput assay system proved to be well suited to monitor sequence differences between the amplification products from closely related vsp genes and thus could be used for the primary, sequence-related discrimination of the corresponding clones. After testing 50 candidates, vsp clones could be divided into five groups, each characterized by an individual DNA melting profile of the corresponding amplification products. Sequence analysis of some of these 50 candidates confirmed data from the aforementioned assay in that clones were demonstrated to be identical within, but different between, the distinct groups. The nucleotide and deduced amino acid sequences of five representative vsp clones showed high similarities both among each other and also with the corresponding gene segment of the variant-specific surface antigen (VSP H7) expressed by the original GS/M-83-H7 variant type. Furthermore, three of the genomic vsp sequences turned out to be identical to vsp sequences that represented previously characterized transcription products from in vivo- or in vitro-switched GS/M-83-H7 trophozoites. In conclusion, the DNA melting profile assay seems to be a versatile tool for the PCR-based genotyping of moderately or highly diversified sequence orthologues.
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Climatic change is an increasing challenge for agriculture that is driving the development of suitable crops in order to ensure supply for both human nutrition and animal feed. In this context, it is increasingly important to understand the biochemical responses of cells to environmental cues at the whole system level, an aim that is being brought closer by advances in high throughput, cost-efficient plant metabolomics. To support molecular breeding activities, we have assessed the economic, technical and statistical feasibility of using direct mass spectrometry methods to evaluate the physiological state of maize (Zea mays L.) plants grown under different stress conditions.
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Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06
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Flow cytometry, in combination with advances in bead coding technologies, is maturing as a powerful high-throughput approach for analyzing molecular interactions. Applications of this technology include antibody assays and single nucleotide polymorphism mapping. This review describes the recent development of a microbead flow cytometric approach to analyze RNA-protein interactions and discusses emerging bead coding strategies that together will allow genome-wide identification of RNA-protein complexes. The microbead flow cytometric approach is flexible and provides new opportunities for functional genomic studies and small-molecule screening.
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Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-05
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Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-05
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Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06
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Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06
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Australian research in psychiatric genetics covers molecular genetic studies of depression, anxiety, alcohol dependence, Alzheimer's disease, bipolar disorder, schizophrenia, autism, and attention deficit hyperactivity disorder. For each disorder, a variety of clinical cohorts have been recruited including affected sib pair families, trios, case/controls, and twins from a large population-based twin registry. These studies are taking place both independently and in collaboration with international groups. Microarray studies now complement DNA investigations, while animal models are in development An Australian government genome facility provides a high throughput genotyping and mutation detection service to the Australian scientific community, enhancing the contribution of Australian psychiatric genetics groups to gene discovery. (C) 2003 Lippincott Williams Wilkins.