I ricercatori delucidano come le celle embrionali ed i tessuti rispondono a forza

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La prova raccolta suggerisce che giochi di forza fisica un ruolo importante in vari trattamenti inerenti allo sviluppo delle uova animali fertilizzate. Durante l'embriogenesi, varie popolazioni delle cellule attivamente migrano e cambiano le loro posizioni, generanti i vari tipi di forze (per esempio, forza della trazione, forza di compressione) quell'influenza i beni di circondare i tessuti. Ciò a sua volta permette allo sviluppo normale dove la disposizione del tessuto altamente è orchestrata. Tuttavia, come le celle embrionali ed i tessuti rispondono a queste forze rimane capito male.

Affrontare questo problema importante è stato permesso tramite una collaborazione internazionale fra due laboratori con competenza in proteomics e biologia dello sviluppo. Il professor Ileana Cristea dalla Princeton University (U.S.A.) ed il professor Naoto Ueno dall'istituto nazionale per biologia di base (Giappone), con i loro rispettivi gruppi di ricerca, hanno tentato di rispondere a questo problema. Insieme, hanno caratterizzato i cambiamenti intracellulari globali dell'abbondanza della proteina e di fosforilazione in embrioni a cui la forza fisica era applicata.

“In questo studio, abbiamo applicato la forza centrifugando gli embrioni del Xenopus ed abbiamo analizzato estesamente i cambiamenti nello stato di fosforilazione delle proteine in loro. Poiché le uova del Xenopus sono relativamente più grandi delle uova di altri organismi, potevamo ottenere gli importi sufficienti di proteina per l'analisi da un piccolo numero di embrioni.„ Dott. detto Noriyuki Kinoshita, un membro del gruppo di ricerca.

Facendo uso ad un di un approccio basato a spettrometria di massa sensibile e quantitativo, il gruppo di ricerca poteva identificare i phosphorylations sopra oltre 9.000 peptidi (cioè, frammenti delle proteine).

Prof. Cristea evidenzia la novità e l'impatto previsto di questa ricerca indicando quello “questo è il primo studio sulle alterazioni temporali globali nella fosforilazione della proteina in risposta a forza meccanica in tutto il sistema biologico. Abbiamo integrato i metodi che hanno permesso che noi globalmente caratterizzassimo il phosphoproteome dinamico con gli approcci mirati a che abbiamo progettato per riflettere la temporalità e l'abbondanza relativa di eventi specifici di fosforilazione con grande accuratezza. Più ulteriormente abbiamo collocato questa conoscenza della segnalazione fosforilazione-mediata nel contesto dei cambiamenti dell'abbondanza della proteina. In generale, questo ha permesso che noi scoprissimo i punti modulatory precisi in risposta a forza. Ulteriormente, dato il contributo delle forze meccaniche sia ad omeostasi del tessuto che alla progressione delle malattie differenti, speriamo che i nostri metodi e risultati forniscano una piattaforma apprezzata per le indagini future nella trasduzione del segnale e di mechanobiology.„

Il primo autore del documento, il Dott. Hashimoto ha detto, “era interessante notare che varie chinasi proteiche, quali PAK2 e PKC, nell'embrione sono attivate da stimolo della forza per soltanto 10 minuti. Era egualmente sorprendente trovare che le proteine che costituiscono l'aderenza focale e le giunzioni strette erano il più prominente fra quelle fosforilate. Questo lavoro egualmente ha rivelato un'interferenza precedentemente non riconosciuta fra la via di FAK e la via di PKC e di PKA. Inoltre, abbiamo potuti dimostrare che la centrifugazione rinforza le giunzioni strette, piombo al epithelialization del tessuto.„

“In particolare, era intrigante trovare che sopra stimolo della forza, ZO-1 (uno degli elementi di giunzione stretti) è accumulato alle giunzioni strette per rinforzare la sua struttura, che è un characterictic di cambiamento (MET) del tipo di transizione mesenchymal-epiteliale. Questo fenomeno è l'opposto alla transizione epiteliale-mesenchymal (EMT) trovata in alcune celle durante lo sviluppo, ferita guarenti e nell'invasione del cancro/metastasi. Speculiamo che in embrioni, ci deve essere un meccanismo di feedback che migliora la robustezza dei tessuti per resistere alle deformazioni indotte con forza.„ Prof. Ueno ha detto.

Sorgente: http://www.nibb.ac.jp/en/press/2019/03/07.html