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Os motores Moleculars podem apressar o processamento nutriente

Matthew Tyska, Ph.D., avisos sendo intrigado, do primeiro dia de sua bolsa de estudo pos-doctoral em 1999, com uma fotografia dos anos de idade quase 30.

Era uma micrografia de elétron que mostrasse as estruturas internas de um microvillus intestinal da pilha, a dedo-como a saliência na superfície da pilha. Os Microvilli são características comuns nas pilhas epiteliais que alinham as cavidades de corpo.

Então, Tyska soube que o pacote do núcleo que viaja acima do centro do microvillus era uma disposição do actínio estrutural da proteína, e que escada-como os “degraus” que conectam o pacote do actínio à membrana de pilha estiveram compor da proteína myosin-1a do motor. Este myosin, relativo embora ao myosin envolvido na contracção da pilha de músculo, foi pensado para servir um papel puramente estrutural. “O livro de texto que pensa por décadas era que os microvilli servem como um andaime passivo, uma maneira de amplificar a área de superfície da membrana,” disse Tyska, professor adjunto da Pilha e da Biologia Desenvolvente na Universidade de Vanderbilt.

Nos intestinos, uma superfície expandida da pilha aumenta o espaço para enzimas e transportadores deprocessamento, oferecendo a maior capacidade para a manipulação nutriente. Mas não fez o sentido a Tyska que uma proteína do motor - uma proteína com o potencial gerar ao redor a carga da força e do movimento nas pilhas - jogaria um papel estrutural passivo. “Quando Eu olhei essa imagem, o regime cristalino próximo lembrou-me do actínio e myosin em uma fibra de músculo,” Tyska disse. “Eu mantive-me retornar à mesma pergunta: porque o microvillus teria esta estrutura bonita embalada com proteínas do motor. A concentração de motores do myosin em um único microvillus é muito alta; há sério força-gerando o potencial lá.”

Tyska e Russell McConnell, um estudante em seu laboratório, testaram a ideia que estas proteínas do motor são mais do que a colagem molecular que liga a membrana de pilha ao pacote do actínio” Os investigador refinou o intestinal, a beira de escova” - a camada de microvilli densa embalados - dos intestinos dos ratos ou dos ratos, e ATP adicionado, o combustível químico para myosin-1a. Através do microscópio, olharam a membrana de pilha mover-se para as pontas dos microvilli e estalar fora as extremidades sob a forma das vesículas, minúsculas bolha-como pacotes.

Seus resultados, relatados no Jornal do 21 de maio da Biologia Celular com uma de suas imagens caracterizadas na tampa da edição, têm implicações para o processamento do nutriente e outros aspectos da fisiologia gastrintestinal. Tyska é entusiasmado sobre a descoberta inesperada do grupo. “O Que nós estamos mostrando somos que o microvillus é mais do que apenas um andaime para aumentar a quantidade de membrana de pilha,” Tyska disse. “É uma máquina pequena que possa derramar a membrana das pontas.” A equipe confirmou que myosin-1a é o motor que move a membrana acima do microvillus. As beiras de Escova isoladas dos ratos do KO que faltam o gene de myosin-1a derramaram a membrana em somente cinco por cento do nível de beiras de escova do selvagem-tipo animais.

Os investigador estão trabalhando agora para compreender porque as pilhas intestinais puderam lançar as vesículas de seus microvilli. Sabem dos estudos da classificação em curso da vesícula e da espectrometria em massa que as vesículas contêm o nutriente-processamento de enzimas e de transportadores, como a membrana microvillar. “Uma ideia é que estas vesículas se operam remotamente para apressar, antes que os nutrientes consigam mesmo à beira de escova ser absorvidos pelo (pilha epitelial intestinal),” Tyska de processamento nutriente disseram.

A equipe igualmente está explorando outras possibilidades para o papel do derramamento da membrana: que oferece a protecção contra micróbios e micróbios patogénicos expelindo os da superfície antes que puderem incorporar a pilha; que fornece um mecanismo alterando a composição da superfície microvillar ao punho muda em “o que vem abaixo da tubulação; ” e isso serve um papel em uma comunicação da pilha-pilha lançando as vesículas que contêm proteínas da sinalização. Tyska e sua equipe igualmente planeiam explorar se myosin-1a está servindo um papel membrana-móvel similar em seu outro lugar conhecido: as pilhas de cabelo da orelha interna, e se outros microvilli igualmente usam os motores do myosin para alijar as vesículas de suas pontas.

http://www.mc.vanderbilt.edu/