Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Proteina-misfolding accelera l'evoluzione del lievito

Nell'ambito dello sforzo, le celle di lievito possono liberare un meccanismo notevole basato sul proteina-misfolding quel dà loro le nuove caratteristiche senza richiedere le mutazioni genetiche.

I ricercatori nel laboratorio di Susan Lindquist del membro di Whitehead ora hanno indicato che questo meccanismo è avviato molto più spesso mentre le celle subiscono lo sforzo, suggerendo che fosse adattato per svolgere esattamente questo ruolo nell'evoluzione.

Il meccanismo è basato su una proteina del prione-un misfolded in una configurazione insolita che può cambiare la sua funzione all'interno di una cella.

“Quando le cose sono stupende, solo una in milione vibrazioni delle cellule di lievito nello stato del prione,„ osserva Susan Lindquist. “Ma nell'ambito dello sforzo, l'organismo non sta mantenendo la sua proteina pure, in modo da è più probabile che lancerà in quello stato. Il più sono sollecitati, il più che è probabile cambiare a quello stato.„

In lievito, il prione [PSI+] è una versione misfolded della proteina Sup35, che svolge un ruolo chiave in come le celle traducono le loro molecole del RNA messaggero in proteine. Gli studi più iniziali hanno indicato che [PSI+] cambia come estremità di traduzione del RNA messaggero, così scoprendo le variazioni genetiche nascoste creando le proteine alterate che cambiano la cella.

La maggior parte dei fenotipi risultanti (varianti dell'organismo) non hanno effetto sulla sopravvivenza delle cellule o rendono le cose peggiori. “Ma circa un quarto del tempo, i fenotipi sono buoni,„ dice Lindquist, che è egualmente un ricercatore di Howard Hughes Medical Institute e un professore di biologia a Massachusetts Institute of Technology. “A volte il lievito può svilupparsi sulle fonti di energia che non potrebbe svilupparsi sopra prima, o sugli antibiotici di withstand non potrebbe resistere a.„

Ma era appena una coincidenza, come alcuni biologi hanno mantenuto, che le celle di lievito hanno mantenuto questo meccanismo per le centinaia di milioni di anni? O realmente si è evoluto come modo affinchè il lievito si evolva più rapidamente?

Poiché il cambiamento che induce è più comunemente nocivo che utile, se questo meccanismo realmente è destinato per accelerare l'evoluzione, dovrebbe trasformarsi in in circostanze di sotto più comuni che sono stressanti per gli cella-ambienti che non sono adatti al fenotipo corrente delle cellule. Cioè Lindquist dice, nelle situazioni dove vale la pena di catturare una probabilità.

Per verificare questa ipotesi, gli scienziati in primo luogo hanno esaminato che cosa i geni potrebbero aiutare ad indurre lo stato del prione, arando attraverso l'intero genoma del saccharomyces cerevisiae, il lievito del panettiere comune che i biologi hanno studiato intensivamente per molti anni. Jens Tyedmers, un autore principale sul documento pubblicato nella biologia di PLoS il 25 novembre, provato 4700 sforzi del lievito che ciascuno mancava di uno dei geni nel genoma di lievito ed allora provato la capacità di ogni sforzo di creare il prione.

Fra gli sforzi più riusciti a generare i prioni, “abbiamo trovato molti geni che sono compresi basicamente nella regolamentazione della risposta di una cella allo sforzo,„ riferiamo Tyedmers, precedentemente un postdoc nel laboratorio di Lindquist ed ora una guida di progetto di ricerca al centro per biologia molecolare a Heidelberg, Germania.

Con quell'incoraggiamento, Maria Lucia Madariaga, un altro autore principale sul documento, ha continuato ad effettuare le prove di sforzo sul lievito.

“Abbiamo voluto usare alcune circostanze che avreste trovato in natura,„ notiamo Madariaga, precedentemente un dottorando nel laboratorio di Lindquist ed ora un candidato di MD alla facoltà di medicina di Harvard. “Il lievito che va in giro in una vigna è conforme al calore, al sale e ad altro sforzi.„

Dopo la creazione dei questi ambienti duri nelle capsule di Petri, I ricercatori hanno veduto che quando le celle di lievito non hanno coltivato correttamente altro, hanno cominciato formare il prione più spesso. “Alcuna di produzione fino alla volta 60, un effetto inatteso grande del prione aumentata questi sforzi,„ dice Madariaga.

“Quando le cose sono stupende, solo una in milione vibrazioni delle cellule di lievito nello stato del prione,„ osserva Lindquist. “Ma nell'ambito dello sforzo, l'organismo non sta mantenendo la sua proteina pure, in modo da è più probabile che lancerà in quello stato. Il più sono sollecitati, il più che è probabile cambiare a quello stato.„

Quella individuazione contribuisce a rendere al caso gli aiuti di quel questo meccanismo nell'evoluzione accelerante. “È sempre difficile da provare tutto l'argomento su come un meccanismo si è evoluto, ma questo offre una storia logica coerente,„ dice.

La simile funzionalità del prione compare in altre specie di lievito che si sono evolute sopra un intervallo milione anno 800, Lindquist aggiunge. “È molto difficile da capire come questo organismo avrebbe permesso quello a meno che il meccanismo realmente stesse avendo a volte uno scopo utile.„

Mentre i nuovi fenotipi dello prione-stato possono passare sopra i loro cambiamenti ai loro discendenti, sono egualmente abbastanza probabili perdere i loro prioni. Ma se i fenotipi riescono abbastanza, la pressione selettiva sull'organismo può rivelare le variazioni genetiche di fondo che hanno dato loro i loro talenti in primo luogo.

Il più noto come gli agenti infettante nella malattia della mucca pazza, prioni anche possono svolgere i ruoli positivi nella biologia, gli scienziati sottolineano. “Un prione non è necessariamente nocivo; in lievito può essere un modo diverso affinchè una cella codifichi le informazioni,„ dice Tyedmers.