Resolviendo el caso de la contaminación por ARNasa

Imagen de laboratorio de Biotechniques

La contaminación por ARNasa puede causar caos en los laboratorios de análisis de ARN. ¿Cuáles son estos problemas y cómo se pueden resolver?

RNase: el sospechoso habitual

La ARNasa es la enzima responsable de la degradación del ARN en los organismos vivos. Desempeñan un papel clave en la maduración de las moléculas de ARN y son una primera línea de defensa contra los virus que contienen ARN, así como en la descomposición del ARN antiguo. Hay muchos tipos diferentes de ARNasa, siendo el tipo principal utilizado en los laboratorios la ARNasa A, que se dirige específicamente al ARN monocatenario.

La RNasa A se describe comúnmente como una de las enzimas más resistentes en el uso de laboratorio. Las RNasas son generalmente muy ricas en enlaces disulfuro, lo que las convierte en enzimas increíblemente estables e incluso pueden sobrevivir al autoclave.

Si bien la ARNasa es un componente necesario de muchos procesos biológicos, se describe mejor como un dolor y un obstáculo para quienes trabajan en el análisis de ARN.

Es increíblemente fácil contaminar un laboratorio de secuenciación de ARN con RNasa, pero es notoriamente difícil garantizar la erradicación completa. Esto se debe a la presencia de RNasa ambiental en fuentes microbianas en el aire, así como en la piel, el cabello o la saliva humanos.

Contaminación: el crimen

Para que los experimentos de ARN tengan éxito, parece obvio que las moléculas de ARN deben estar lo más intactas posible. Sin embargo, debido a la interferencia de la ARNasa, que descompone rápidamente las moléculas de ARN cuando están presentes, este no suele ser el caso. A los investigadores se les pueden arrojar anomalías, resultados inconsistentes, que causan frustración y confusión.

“Las ARNasas son omnipresentes y cuando contaminan superficies críticas pueden presentar problemas para los laboratorios que se dedican a la secuenciación y análisis de ARN. Cantidades minúsculas de enzimas comunes, como la RNasa, pueden hacer que una serie experimental sea inexacta. Las técnicas estándar para descontaminar equipos de laboratorio pueden llevar horas ”, comentó Theresa Thompson, científica de aplicaciones en Phoseon Technology (Oregón, EE. UU.).

Contaminación por ARNasa

Evitar la presencia física de RNase en un laboratorio "normal" sería una expectativa poco realista. En cambio, manejar la situación a fondo es una aspiración más realista. Los investigadores pueden mantener la contaminación por RNasa al mínimo abriendo frecuentemente desechables nuevos y usando nuevos pares de guantes; una situación que puede parecer demasiado familiar para el siempre cuidadoso analista de ARN. Además de esto, es posible, sin embargo, inactivar moléculas de ARNasa por varios métodos, deteniendo su actividad y volviéndolas inútiles contra el ARN.

Estos métodos actuales de inactivación de RNasa tienden a ser costosos, lentos y derrochadores. Incluyen el tratamiento DEPC del agua y la esterilización en autoclave, la descontaminación química de las superficies y el tratamiento químico de los equipos, seguido de un enjuague con agua libre de ARNasa y cristalería para hornear.

Es difícil saber cuándo un laboratorio está lo suficientemente limpio. Todo lo que se necesita es dejar una pipeta en un escritorio para recoger la RNasa de las células cutáneas desprendidas o comenzar a usar un equipo esterilizado en autoclave solo para que comience inmediatamente a inferir nuevas moléculas de RNasa del aire. El autoclave tampoco destruye toda la actividad de la ARNasa por sí solo, ya que pueden retener una actividad parcial al enfriarse a temperatura ambiente.

Si bien la limpieza química puede desactivar la enzima, deja residuos químicos que potencialmente pueden contaminar el experimento de otras formas.

Existe un método emergente de descontaminación de RNasa que ha mostrado resultados prometedores y es rápido y sin químicos. La luz ultravioleta puede inactivar de forma irreversible la ARNasa, y los estudios demuestran que esto es posible en menos de 1 minuto.

¡Hágase la luz!

Phoseon Technology ha desarrollado el uso de luz ultravioleta para la descontaminación de RNasa en una tecnología novedosa:

“La tecnología KeyPro ™ es un sistema de descontaminación de microplacas LED UV de alta intensidad. Una serie de diodos emite luz ultravioleta de alta intensidad en dos longitudes de onda, 275 nm y 365 nm, que ha demostrado inactivar la RNasa de forma rápida y fiable. A medida que la matriz escanea a través de la cámara de descontaminación, la luz llega a todas las áreas expuestas superiores del portaobjetos o placa ”, explicó Thompson.

“El sistema KeyPro puede lograr la inactivación completa de los contaminantes de laboratorio, incluida la ARNasa A, en menos de 5 minutos y por una fracción del costo de los métodos tradicionales”.

La tecnología KeyPro está actualmente dirigida a microplacas, portaobjetos preparatorios y descontaminación de superficies pequeñas y funciona mediante una matriz de escaneo de LED UV en combinación con una plataforma de altura ajustable.

El sistema KeyPro

El uso de luz ultravioleta elimina muchos de los problemas asociados con los métodos actuales de descontaminación. No hay necesidad de enjuagar repetidamente el equipo después con agua libre de RNasa y no hay residuos químicos, lo que reduce el tiempo y la contaminación potencial a través de otras rutas. También hay una menor necesidad de productos desechables, lo que reduce los costos y el desperdicio.

Los estudios también han demostrado que todas las superficies de laboratorio comunes, incluido el plástico, se pueden descontaminar de forma segura mediante el uso de luz ultravioleta.

Se ha demostrado que los protocolos, que pueden beneficiarse de esto, incluyen múltiples tipos de secuenciación de ARN, perfiles de ribosomas y secuenciación de ARN de próxima generación.

Se espera que esta tecnología pueda desarrollarse aún más para permitir la descontaminación de equipos más grandes, así como la manipulación de longitudes de onda de luz, como concluyó Thompson:

“Se planea un modelo con una cámara más grande para una mayor flexibilidad en cuanto a qué equipo se puede descontaminar. Más allá de eso, hemos descubierto que se pueden usar otras longitudes de onda de luz para manipular la función de las biomoléculas, como acelerar la actividad enzimática o desnaturalizar selectivamente solo ciertas partes de la estructura molecular de una proteína ".

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