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O fermento do padeiro do uso dos pesquisadores para ganhar a introspecção no processo da separação do cromossoma

Cada vez que uma pilha se divide -- e toma milhões de divisões de pilha para criar um corpo humano inteiramente crescido de uma única pilha fertilizada -- seus cromossomas têm que exactamente ser divvied acima entre ambas as pilhas de filha. Pesquisadores no instituto de Stowers para a investigação médica usada, irònica bastante, o organismo único-celulado Saccharomyces Cerevisiae -- sabido geralmente como o fermento do padeiro -- para ganhar a introspecção nova no processo por que os cromossomas são segregados fisicamente durante a divisão de pilha.

Em um estudo publicado na introdução do 17 de novembro de 2011 da genética de PLoS, demonstram que uma proteína conhecida como Mps3 se assegura de não somente que as pilhas tenham dois corpos funcionais do pólo do eixo, que geram o instrumento mitotic do eixo que ajuda a tracção os cromossomas distante, mas também que ambos os corpos do pólo do eixo estão ancorados correctamente na membrana nuclear.

“Quando você inscreve a cariocinese, você precisa de ter dois corpos do pólo do eixo em que você pode puxar os cromossomas. Se você não faz, a probabilidade de erros na segregação do cromossoma aumenta exponencial,” explica Jaspersen, adicionando aquele, “mesmo erros pequenos pode conduzir aos defeitos congénitos, à instabilidade genética e ao cancro.”

Normalmente, as pilhas têm somente um único corpo do pólo do eixo, mas à vista da divisão de pilha, o corpo do pólo do eixo tem que duplicar-se - apenas como o genoma faz. “Nós conhecemos uns muitos sobre como o ADN se copia, mas nós não conhecemos muito sobre como os corpos do pólo do eixo se duplicam,” dizemos Jaspersen.

Ao contrário das moléculas do ADN, que servem como moldes para a produção de cópias idênticas, o corpo do pólo do eixo é uma grande estrutura da proteína compor das proteínas solúveis e das proteínas integrais assim chamadas da membrana, que são ancoradas no envelope nuclear. O processo da duplicação do corpo solitário do pólo do eixo começa quando as proteínas solúveis coalescem no envelope nuclear seguido por sua inserção na bi-camada do lipido situada ao lado do corpo original do pólo do eixo. A inserção exige provavelmente as proteínas integrais da membrana do corpo do pólo do eixo e do corpo funcional do pólo do eixo dos resultados num segundo.

Quando muitos genes forem sabidos para ser exigidos para a duplicação do corpo do pólo do eixo, o melhores estudados são talvez a família conservada de proteínas do SUN-domínio. O homólogo da SUN-proteína no fermento é Mps3, um componente integral da membrana do corpo do pólo do eixo exigido para etapas adiantadas no processo da duplicação.

As “pilhas com pouco ou nenhum Mps3 funcional não dividem, e têm somente um corpo do pólo do eixo e um meio do eixo mitotic,” explicam Jaspersen. “Nós estávamos interessados em como um corpo do pólo do eixo obtem introduzido no envelope nuclear, no que alterações desta membrana dobro da bi-camada do lipido têm que ocorrer para facilitar a inserção, e o que é papel de Mps3 em toda a este?”

Para compreender melhor a função de Mps3 na duplicação do corpo do pólo do eixo, na equipe de Jaspersen, conduzidas por co-primeira Jennifer Friederichs autores e por Suman Ghosh, Ph.D., regiões específicas transformadas do gene Mps3 e expressadas então os genes transformados no fermento. Para a maioria dos mutantes, a cariocinese pareceu normal. Aquele não era o caso, contudo, com o um mutante novo particular, MPS3-G186K, que tem um pequeno, mutação do “ponto” na região assim chamada do P-laço.

Os pesquisadores em seguida usaram a microscopia de elétron de alta resolução e vários os marcadores, incluindo que podem distinguir uninserted e introduziram corpos do pólo do eixo. O que viu era que, embora seu ADN fosse duplicado, as pilhas que expressam este mutante Mps3 particular tiveram os defeitos múltiplos da duplicação, incluindo obstruindo a inserção do corpo do pólo do eixo no envelope nuclear.

O que era a maioria de golpe, contudo, era que quase cada pilha examinada teve as membranas nucleares que eram, essencialmente, coberto de vegetação-com duas a oito camadas de envelope nuclear, e os lóbulos múltiplos e as extensões -- em vez de uma estrutura esférica simples. Importante, o efeito pareceu específico que o outro membrana-baseou os organelles pareceu normal.

“Nós tínhamos visto nunca os núcleos que olharam como aquele,” recordamos Jaspersen. “Sugeriu que Mps3 regulasse o ambiente do lipido do envelope nuclear, e que talvez que era como ele inserção controlada do corpo do pólo do eixo,” diz Jaspersen.

Para testar sua ideia, os pesquisadores expressaram o gene de mutante de MPS3-G186K em uma coleção de mutantes do fermento, procurando que fixariam o defeito nuclear da membrana. Encontraram bastante alguns, e-como esperados -- dois tiveram mutações nos genes que regulam o índice celular do lipido. Quando trataram pilhas com o ácido oleic (essencialmente banha), ou ligeira aumentando a temperatura do crescimento -- fluidez presumivelmente crescente da membrana, podiam suprimir os defeitos.

“O envelope nuclear não é apenas um jogador passivo mas é remodelado presumivelmente activamente por Mps3 para acomodar o corpo do pólo do eixo,” explica Jaspersen.

Além de seu papel de relevo na cariocinese, os centrossomes, o equivalente eucariótica mais alto de corpos do pólo do eixo do fermento, são exigidos fazendo pestanas preliminares -- a cabelo-como o anexo actual em uma única cópia em cada pilha. Na base das pestanas preliminares é um centrossome anexadas à membrana de pilha que nas pestanas tem uma composição de lipido original. O grupo de Jaspersen está impaciente por considerar que aspectos de seus resultados Mps3 traduzem às pestanas preliminares. Se as paralelas existem, as recompensas poderiam ser significativas, desde que os defeitos ciliary podem conduzir a um número de doenças humanas -- agrupamento da parada cardíaca congenital à degeneração retina.