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Molecola fluorescente usata per esaminare le reazioni chimiche in tempo reale che provocano la contrazione del liscio-muscolo

I ricercatori al centro medico sudoccidentale di UT a Dallas sono i primi per utilizzare i mouse geneticamente costruiti che contengono una molecola fluorescente per esaminare in tempo reale le reazioni chimiche che provocano la contrazione del liscio-muscolo.

 
Il Dott. sudoccidentale Kristine Kamm (lasciato), professore associato della fisiologia, il Dott. Yusuke Mizuno, ricercatore postdottorale ed il Dott. James Stull, presidente di UT della fisiologia, analizza i dati dagli esperimenti recenti studiante come le celle del liscio-muscolo contrattano.

Il muscolo liscio, ha trovato nelle pareti dei vasi sanguigni ed in organi interni quali i polmoni, lo stomaco e la vescica, contratti come il risultato finale di una serie di reazioni chimiche. In un nuovo studio, i ricercatori sudoccidentali di UT riferiscono che un insieme delle reazioni chimiche con conseguente contrazione delle celle del liscio-muscolo è aumentato da una seconda via chimica che dà dei calci a dentro quando la prima via è limitata.

“Capire i segnali chimici di fondo in questione in questo trattamento può avere implicazioni nel trattamento i termini quale ipertensione e degli altri stati riferiti del muscolo liscio dove c'è troppa attività contrattile,„ ha detto il Dott. James Stull, presidente della fisiologia all'autore sudoccidentale e senior di UT dello studio.

La ricerca sembra in un'emissione imminente degli atti dell'Accademia nazionale delle scienze e doveva essere inviata online questa settimana.

Il Dott. Stull ed i suoi colleghi ha scoperto che quando uno dei prodotti chimici nel meccanismo primario di contrazione - una proteina chiamata calmodulina - scarseggia, una seconda serie di reazioni chimiche dà dei calci a dentro per prendere l'allentamento. Il risultato è che la resistenza della contrazione delle celle del liscio-muscolo rimane robusta.

Il primo punto nella via chimica primaria per la contrazione del muscolo è per calcio nella cella di muscolo da combinarsi con calmodulina. Poi, il calcio/complesso della calmodulina “attiva„ una proteina chiamata chinasi della catena leggera della miosina (MLCK).  Se non attivato, MLCK non può trasferire il fosfato alla miosina della proteina del motore. La miosina ha bisogno del fosfato - in un trattamento chiamato fosforilazione - di iniziare la contrazione in celle del liscio-muscolo.

Quando i ricercatori hanno curato le celle di muscolo liscio dai mouse con il carbachol della droga, la quantità di calcio disponibile all'interno delle celle aumentate. Poiché c'è molto più calmodulina che MLCK in celle, hanno invitare l'aumento in calcio per piombo a più attivazione di MLCK e quella quindi la contrazione sarebbe più forte.

I ricercatori hanno veduto la forte contrazione del muscolo, ma hanno veduto soltanto un piccolo aumento nell'attivazione di MLCK, non abbastanza per rappresentare la risposta del muscolo. Hanno scoperto che perché MLCK era in competizione per calmodulina con altre proteine dell'calmodulina-associazione, c'era soltanto abbastanza calmodulina disponibile in questo sistema per attivare una piccola parte del MLCK.

“Sorprendente, non c' è abbastanza calmodulina per tutti i sui obiettivi,„ il Dott. Stull ha detto.  “Così il sistema di segnalazione ha reclutato una seconda via per migliorare l'attivazione limitata di MLCK, che piombo ad una forte contrazione del muscolo.„

Alla conclusione della via chimica primaria, un enzima chiamato fosfatasi può eliminare il fosfato dalla miosina, ostacolante la contrazione delle cellule di muscolo. Ma la seconda via chimica inibisce la fosfatasi dall'eliminare il fosfato.

“In questa seconda via, i fosfati più non sono portati via dalla miosina, che permette che la miosina più fosforilata rimanga, piombo ad una più forte contrazione del muscolo,„ il Dott. Stull ha detto.

Per tenere la carreggiata il progresso di questo ballo chimico complesso, i ricercatori geneticamente hanno costruito un mouse che contiene una molecola fluorescente, o il biosensore che direttamente riflette l'attivazione calmodulina/del calcio di MLCK in tempo reale in celle del liscio-muscolo.

“Questi studi dimostrano la fattibilità della produzione dei mouse transgenici del biosensore per le indagini sui trattamenti di segnalazione nei sistemi intatti,„ il Dott. Stull ha detto.

Altri ricercatori sudoccidentali di UT coinvolgere nello studio erano il Dott. Kristine Kamm, professore associato della fisiologia e un collaboratore da molto tempo per gli studi sul muscolo; DRS. Kim Lau e gruppo Zhi, assistenti universitari di fisiologia; e ricercatori postdottorali DRS. Eiji Isotani, Jian Huang, Yusuke Mizuno e Ramaz Geguchadze. Dott. Anthony Persechini dall'università di città di Missouri-Kansas anche contribuita. La ricerca è stata supportata dagli istituti nazionali di salubrità e del fondo del cuore del muschio.