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La guida dei geni di salto spiega l'abilità notevole del sistema immunitario

Un gruppo piombo dagli scienziati di Johns Hopkins ha trovato la prima chiara prova che il trattamento dietro la capacità notevole del sistema immunitario umano di riconoscere e rispondere ad milione proteine differenti potrebbe provenire da una famiglia dei geni di cui la sola funzione evidente è di saltare intorno in materiale genetico.

“I geni di salto„ essenzialmente si sono tagliati dal materiale genetico e gli scienziati hanno sospettato che questa abilità potrebbe essere presa in prestito dalle celle che hanno bisogno di costruire molte proteine diverse da un insieme specifico e singolo delle istruzioni -- il tasto a riconoscere milione proteine distimolazione. Ma finora, nessun gene di salto è stato conosciuto per comportarsi appena giusto.

Scrivendo nell'emissione del 23 dicembre della natura, i ricercatori indicano che un gene di salto ha chiamato Hermes, ancora attivo nella mosca comune della casa, crea i cambiamenti in DNA molto come quelli creati tramite il trattamento dietro il riconoscimento dell'antigene.

“Hermes si comporta più simile al trattamento usato dal sistema immunitario per riconoscere milione proteine differenti, chiamate antigeni, che c'è ne gene di salto precedentemente studiato,„ dice Nancy Craig, il Ph.D., professore di biologia molecolare e della genetica nell'istituto di Johns Hopkins per le scienze biomediche di base ed in un ricercatore di Howard Hughes Medical Institute. “Fornisce la prima prova reale che i trattamenti genetici dietro diversità dell'antigene potrebbero evolversi dall'attività di un gene di salto, probabilmente un parente prossimo di Hermes.„

Il riconoscimento di tanti antigeni permette che il sistema immunitario combatti l'infezione e distingua l'amico dal nemico. “La grande maschera„ dietro questa abilità è che le celle costruiscono le proteine chiamate anticorpi che legano agli antigeni particolari, ma i punti iniziali di quel trattamento sono stati difficili da studiare. Hermes dovrebbe contribuire a rivelare alcuni segreti di questo trattamento, i ricercatori dicono.

“Il sistema immunitario adotta un approccio alla costruzione della proteina simile a quella dei commensali che creano un pasto ad un self-service, ma come il trattamento del sistema immunitario “alla carte„ accade è ancora oscuro,„ dice Craig.

Ma alla carte l'avvicinamento fornisce la grande diversità da un numero limitato delle scelte, se nel sistema immunitario o in un self-service. Per esempio, ad un self-service, un commensale ha potuto avere un pasto delle purè di patate, broccoli e una braciola di maiale e le altre patate fritte, insalata e un hamburger, ecc con tutte le combinazioni possibili di offerti.

Mentre le scelte non sono come sezioni selezionate delle cellule saporite e immuni di determinate istruzioni genetiche per fare le istruzioni per una proteina che riconoscerà un antigene particolare. Il macchinario taglia fuori le sezioni genetiche indesiderate e ricollega quei rimanenti, creando un gene unico (l'equivalente cellulare del pasto del commensale). Tagliare fuori le sezioni differenti piombo ad un gene differente, portante le istruzioni per una proteina differente che riconoscerà un antigene differente e senza sosta.

Questo alla carte trattamento, conosciuto come la ricombinazione di V (D) J, è simile all'asportazione dei geni di salto, ma nessuno avevano abbinato una delle sue singolarità caratteristiche: Mentre il DNA indesiderato sta eliminando, il DNA restante forma un ciclo minuscolo.

Inatteso, quando Hermes sta tagliando del DNA, il DNA rimanente egualmente forma un ciclo di forcella, temporaneamente tornante indietro se stesso, sui colleghi postdottorali Liqin Zhou, Ph.D. e su Rupak Mitra, Ph.D., scoperto negli esperimenti in provette e con i batteri di Escherichia coli.

Sebbene questo ciclo distanzi Hermes dai sui cugini ben esaminati, la proteina di Hermes ancora ha un tratto importante della famiglia, il rapporto dei ricercatori. I colleghi agli istituti della sanità nazionali hanno trovato che alcuni impostano le particelle elementari nella crepa DNA-tagliante della proteina sono identici a quelli in altre proteine dei geni di salto, anche se la sequenza globale è abbastanza differente.

“A causa delle sue similarità sia alla ricombinazione di V (D) J che ad altre famiglie dei geni di salto, Hermes è il primo collegamento reale fra i due trattamenti,„ dice Craig. “Egualmente è probabile essere un buon modello per capire che cosa sta accadendo nella fase iniziale nella ricombinazione di V (D) J.„

La comprensione come Hermes ed altri geni di salto funzionano egualmente tiene le bugne a combattere le infezioni batteriche, migliorando le terapie geniche ed affrontare gli insetti ditrasporto, note di Craig. I geni di salto batterici possono proteggere i batteri da determinati antibiotici. Gli scienziati egualmente stanno studiando i geni di salto come vettori per portare le terapie geniche e come modificatori potenziali per interrompere i geni crescita-gestenti degli organismi quali le zanzare ed i medflies.

I ricercatori di Hopkins sono stati costituiti un fondo per dal Howard Hughes Medical Institute. Gli autori sul documento sono Zhou, Mitra e Craig di Hopkins; Peter Atkinson dell'università di California, riva del fiume; ed Alison Burgess Hickman e Fred Dyda dell'istituto nazionale di diabete e digestivo e delle malattie renali.