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Les Chercheurs produisent le plan 3D de l'architecture sensorielle de cil de tige affectée par mutation

Utilisant une tomographie appelée de cryo-électron de technique neuve, deux équipes de recherche à Baylor que l'Université du Médicament (www.bcm.edu) ont produit un plan en trois dimensions qui donne une meilleure compréhension de la façon dont l'architecture du cil sensoriel de tige (une partie d'un type de photorécepteur dans l'oeil) est changée par mutation génétique et de la façon dont ce affecte sa capacité aux protéines de transport en tant qu'élément du procédé lumière-se sentant.

Presque toutes les cellules mammifères ont des cils. Certains sont motiles et les autres ne sont pas. Ils jouent un rôle central dans des fonctionnements cellulaires, et quand ils sont défectueux à cause des mutations génétiques, des gens peuvent aller aveugle, avoir les défauts cognitifs, développer la maladie rénale, élever trop de doigts ou de tep ou devenir obèses. De Telles mutations entraînent des défauts de cils connus dans l'agrégat comme ciliopathies.

« La signification principale de cet état se situe en notre pouvoir à, pour la première fois, regard dans trois cotes aux anomalies structurelles dans les ciliopathies, » a dit M. Theodore G. Wensel (http://www.bcm.edu/biochem/index.cfm?pmid=3795), présidence des biochimies et de la biologie moléculaire au BCM et auteur correspondant de l'état qui apparaît dans la Cellule de tourillon (www.cell.com). L'état est mis en lumière sur le panneau de la délivrance.

En collaboration avec le Centre National pour la Représentation Macromoléculaire (http://ncmi.bcm.edu/ncmi/), abouti par M. Wah Chiu (http://www.bcm.edu/biochem/index.cfm?pmid=3715), le professeur des biochimies et de la biologie moléculaire au BCM, le Wensel et ses collègues ont déterminé de telles images en trois dimensions pour des cils dans trois exemples des souris connues pour avoir des cilopathies.

Ces souris ont des mutations génétiques qui mènent aux défauts dans la structure du segment externe de tige. Le segment externe de tige fait partie du photorécepteur dans la rétine appelée une tige. Le segment externe de tige contient les membranes photosensibles de disque qui transportent la rhodopsine, le pigment biologique en cellules de photorécepteur de la rétine responsable des premiers événements qui ont comme conséquence la perception de la lumière.

Utilisant la tomographie de cryo-électron, les scientifiques comparés les structures du segment externe de tige chez les souris de mutant à ceux chez les souris normales.

« C'est l'une des quelques places dans le monde où vous pourriez faire ceci, » a dit Wensel. Le Centre, passage par Chiu, a les microscopes puissants de cryo-électron qui rendent la tomographie possible. Pour réaliser la reconstruction en trois dimensions, M. Juan T. Chang (http://www.bcm.edu/pda/index.cfm?PMID=8208) au Centre de Chiu a gelé les photorécepteurs épuré par l'élève d'alors-diplômé Jared Gilliam d'une manière dont spéciale a permis pour effectuer la microscopie électronique. Pendant la séance de microscopie, les échantillons figés ont été soigneusement inclinés en permettant aux chercheurs de prendre beaucoup d'images bidimensionnelles qui ont été utilisées dans la reconstruction d'ordinateur du plan en trois dimensions.

Les segments externes lumière-se sentants des photorécepteurs dans la rétine sont connectés aux machines responsables de la production de protéine dans le segment intérieur par un paquet cylindrique mince de microtubules connus sous le nom de cil connectant.

« Il y a un flux énorme de matériau du segment intérieur au segment externe du photorécepteur, » a dit Wensel. « Quand il y a un défaut, puis l'animal ou le patient va aveugle. »

La structure en trois dimensions a prouvé qu'il y a des vésicules (petits sacs) attachées aux filaments de membrane.

« Elle examine comme si ces vésicules qui sont attachées contiennent le matériau qui fixera à la membrane de plasma et montera la membrane au segment externe, » a dit Wensel.

Dans les études d'un modèle de souris d'un syndrome appelé de Bardet Biedl de la maladie, développé par le laboratoire de M. James Lupski (le professeur de http://www.bcm.edu/genetics/index.cfm?pmid=10944) de moléculaire et de la génétique humaine chez le BCM, le Wensel et le premier Gilliam auteur a vu quelque chose qui était presque choquante - une accumulation énorme de ces vésicules. Les gènes de Bardet Biedl contiennent l'indicatif pour un BBsome qui forme une couche de membrane qui rend le transport possible par le cil connectant à la couche externe.

« Nous conjecturerions maintenant que la couche de BBsome est exigée pour la fusion de la membrane ou du transport de plasma jusqu'au segment externe, » avons dit Wensel. « Il nous donne un modèle neuf entier pour la façon dont ceci fonctionne. Nous devons faire plus maintenant pour le clouer vers le bas. »

« Il suggère que le trafic anormal des protéines soit responsable de la dégénérescence de photorécepteur, » a dit Gilliam, qui est maintenant un associé post-doctoral Au Centre de la Science de Santé d'Université du Texas à Houston.

Source : Université de Baylor de Médicament