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Los motores Moleculares pueden apresurar el tramitación nutritivo

Matthew Tyska, Ph.D., llamadas siendo intrigado, a partir del primer día de su beca postdoctoral en 1999, a una fotografía casi de 30 años.

Era un micrográfo de electrón que mostró las estructuras internas de una microvellosidad intestinal de la célula, a dedo-como la protuberancia en la superficie de la célula. Las Microvellosidades son características comunes en las células epiteliales que forran las cavidades de cuerpo.

Cuando, Tyska sabía que el manojo de la base que viajaba encima del centro de la microvellosidad era un arsenal de la actinia estructural de la proteína, y que los “peldaños escalariformes” que conectaban el manojo de la actinia con la membrana celular fueron compuestos de la proteína myosin-1a del motor. Esta miosina, aunque relacionada con la miosina implicada en la contracción de la célula muscular, fue pensada para servir un papel puramente estructural. “El libro de texto que pensaba por décadas era que las microvellosidades sirven como andamio pasivo, una manera de amplificar la superficie de la membrana,” dijo a Tyska, profesor adjunto de la Célula y de la Biología De Desarrollo en la Universidad de Vanderbilt.

En los intestinos, una superficie desplegada de la célula aumenta el espacio para las enzimas y los transportadores de alimento-tramitación, ofreciendo mayor capacidad para la manipulación nutritiva. Pero no tuvo sentido a Tyska que una proteína del motor - una proteína con el potencial de generar el cargamento de la fuerza y del movimiento alrededor en células - desempeñaría un papel estructural pasivo. “Cuando observaba esa imagen, la ordenación cristalina cercana me recordó la actinia y miosina en una fibra de músculo,” Tyska dijo. “Guardé el volver a la misma pregunta: porqué la microvellosidad tendría esta estructura hermosa pila de discos con las proteínas del motor. La concentración de motores de la miosina en una única microvellosidad es muy alta; hay serio fuerza-generando potencial allí.”

Tyska y Russell McConnell, estudiante en su laboratorio, probaron la idea que estas proteínas del motor están más que el pegamento molecular que ataba la membrana celular al manojo de la actinia” Los investigadores purificó el intestinal, la banda de escobilla” - la capa de microvellosidades denso pila de discos - de los intestinos de ratas o de ratones, y ATP adicional, el combustible químico para myosin-1a. A Través del microscopio, miraron la membrana celular moverse hacia las puntas de las microvellosidades y disparar lejos los extremos bajo la forma de vesículas, minúsculas burbuja-como los paquetes.

Sus conclusión, señaladas en el Gorrón del 21 de mayo de la Biología Celular con una de sus imágenes ofrecidas en la tapa de la edición, tienen implicaciones para el tramitación del alimento y otros aspectos de la fisiología gastrointestinal. Tyska se excita sobre el descubrimiento inesperado del grupo. “Qué estamos mostrando somos que la microvellosidad es más que apenas un andamio para aumentar la cantidad de membrana celular,” Tyska dijo. “Es una pequeña máquina que puede verter la membrana de las puntas.” Las personas confirmaron que myosin-1a es el motor que mueve la membrana encima de la microvellosidad. Las bandas de Escobilla aisladas de los ratones knockout que faltaban el gen de myosin-1a vertieron la membrana en el solamente cinco por ciento del nivel de bandas de escobilla del salvaje-tipo animales.

Los investigadores ahora están trabajando para entender porqué las células intestinales pudieron lanzar las vesículas de sus microvellosidades. Saben de estudios en curso de la clasificación y de la espectrometría de masa de la vesícula que las vesículas contienen el alimento-tramitación de las enzimas y de los transportadores, como la membrana microvillar. “Una idea es que estas vesículas operatorio remotamente para apresurar, antes de que los alimentos incluso consigan a la banda de escobilla ser absorbidos por (célula epitelial intestinal),” a Tyska de tramitación nutritivo dijeron.

Las personas también están explorando otras posibilidades del papel del vertimiento de la membrana: que ofrece la protección contra microbios y patógeno expulsándolos de la superficie antes de que puedan incorporar la célula; que proporciona a un mecanismo para alterar la composición de la superficie microvillar a la maneta cambia en “qué viene abajo del tubo; ” y eso sirve un papel en la comunicación de la célula-célula lanzando las vesículas que contienen las proteínas de la transmisión de señales. Tyska y sus personas también proyectan explorar si myosin-1a está sirviendo un papel de membrana-mudanza similar en su otra ubicación conocida: las células de pelo del oido interno, y si otras microvellosidades también utilizan los motores de la miosina para lanzar las vesículas de sus puntas.

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