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Molécule fluorescente employée pour examiner les réactions chimiques en temps réel qui ont comme conséquence la contraction des muscles lisses

Les chercheurs au centre médical du sud-ouest d'UT à Dallas sont les premiers pour employer les souris génétiquement conçues contenant une molécule fluorescente pour examiner en temps réel les réactions chimiques qui ont comme conséquence la contraction des muscles lisses.

 
M. du sud-ouest Kristine Kamm (laissé), professeur agrégé de la physiologie, M. Yusuke Mizuno, chercheur post-doctoral, et M. James Stull, Président d'UT de la physiologie, analysent des caractéristiques des expériences récentes vérifiant comment les cellules musculaires lisses se contractent.

Le muscle lisse, a trouvé dans les parois des vaisseaux sanguins et en organes internes tels que les poumons, l'estomac et la vessie, contrats comme résultat final d'une suite de réactions chimiques. Dans une étude neuve, les chercheurs du sud-ouest d'UT enregistrent qu'un ensemble de réactions chimiques ayant pour résultat la contraction des cellules musculaires lisses est augmenté par une deuxième voie chimique qui donne un coup de pied dedans quand la première voie est limitée.

La « compréhension des signes chimiques fondamentaux impliqués dans ce procédé peut avoir des implications en traitant des conditions telles que l'hypertension et d'autres conditions associées par muscle lisse où il y a excessive activité contractile, » a dit M. James Stull, Président de la physiologie à l'auteur du sud-ouest et supérieur d'UT de l'étude.

La recherche semble dans un futur numéro des démarches de l'académie nationale des sciences et était être en ligne posté cette semaine.

Le M. Stull et ses collègues a découvert que quand un des produits chimiques dans le mécanisme primaire de contraction - une calmoduline appelée de protéine - est dans l'alimentation courte, une deuxième suite de réactions chimiques donne un coup de pied dedans pour reprendre le jeu. Le résultat est que la force de la contraction des cellules musculaires lisses demeure robuste.

La première étape dans la voie chimique primaire pour la contraction musculaire est pour le calcium dans la cellule musculaire à combiner avec de la calmoduline. Puis, le calcium/composé de calmoduline « active » une kinase appelée de réseau léger de myosine de protéine (MLCK).  Sinon activé, MLCK ne peut pas transférer le phosphate à la myosine de protéine de moteur. La myosine a besoin du phosphate - dans une phosphorylation appelée de processus - pour commencer la contraction en cellules musculaires lisses.

Quand les chercheurs ont traité des cellules musculaires lisses des souris avec le carbachol de médicament, la quantité de calcium procurable dans les cellules a augmenté. Puisqu'il y a beaucoup plus de calmoduline que MLCK en cellules, elles se sont attendues à ce que l'augmentation en calcium mène à plus d'activation de MLCK, et ce pour cette raison la contraction serait plus intense.

Les chercheurs ont vu la contraction de muscle fort, mais ils ont seulement vu une petite augmentation de l'activation de MLCK, pour représenter pas assez la réaction de muscle. Ils ont découvert que parce que MLCK concurrençait pour la calmoduline d'autres protéines calmoduline-grippantes, il y avait seulement assez de calmoduline procurable dans ce système pour activer une petite partie du MLCK.

« Étonnant, il n'y a pas assez de calmoduline pour tous ses objectifs, » M. Stull a dit.  « Ainsi le système de signalisation a recruté une deuxième voie pour améliorer l'activation limitée de MLCK, qui mène à une contraction de muscle fort. »

À la fin de la voie chimique primaire, une phosphatase appelée d'enzymes peut éliminer le phosphate de la myosine, entravant la contraction de cellule musculaire. Mais la deuxième voie chimique empêche la phosphatase d'éliminer le phosphate.

« Dans cette deuxième voie, les phosphates ne sont plus emportés de la myosine, qui permet à une myosine plus phosphorylée de rester, menant à une contraction musculaire plus intense, » M. Stull a dit.

Pour suivre le progrès de cette danse chimique compliquée, les chercheurs ont génétiquement conçu une souris contenant une molécule fluorescente, ou le biocapteur qui surveille directement l'activation de calcium/calmoduline de MLCK en temps réel en cellules musculaires lisses.

« Ces études expliquent la faisabilité de produire les souris transgéniques de biocapteur pour des investigations sur des procédés de signalisation dans les systèmes intacts, » M. Stull a dit.

D'autres chercheurs du sud-ouest d'UT impliqués dans l'étude étaient M. Kristine Kamm, professeur agrégé de la physiologie et un collaborateur à long terme pour des études sur le muscle ; Jeu rouleau-tambour. Kim Lau et bande Zhi, professeurs adjoints de la physiologie ; et jeu rouleau-tambour de chercheurs post-doctoraux. Eiji Isotani, Jian Huang, Yusuke Mizuno et Ramaz Geguchadze. M. Anthony Persechini de l'université de la ville du Missouri-Kansas également contribuée. La recherche a été supportée par les instituts nationaux de la santé et des fonds de coeur de mousse.