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Los Investigadores crean la correspondencia 3D de la configuración sensorial del cilio de la varilla afectada por la mutación

Usando una nueva técnica llamada tomografía del cryo-electrón, dos equipos de investigación en Baylor que la Universidad del Remedio (www.bcm.edu) ha creado una correspondencia tridimensional que da una mejor comprensión de cómo la configuración del cilio sensorial de la varilla (parte de un tipo de fotorreceptor en el aro) es cambiada por la mutación genética y de cómo ese afectan a su capacidad a las proteínas de transporte como parte del proceso luz-que detecta.

Casi todas las células mamíferas tienen cilios. Algunos son móviles y algunos no son. Juegan un papel fundamental en operaciones celulares, y cuando son defectuosos debido a mutaciones genéticas, a gente pueden ir las persianas, tener defectos cognoscitivos, desarrollar enfermedad de riñón, crecer demasiados dedos o puntas o llegar a ser obesos. Tales mutaciones causan los defectos de los cilios sabidos en el agregado como ciliopathies.

“La significación mayor de este parte miente en nuestro poder a, por primera vez, mirada en tres dimensiones en los cambios estructurales en ciliopathies,” dijo al Dr. Theodore G. Wensel (http://www.bcm.edu/biochem/index.cfm?pmid=3795), silla de la bioquímica y de la biología molecular en el BCM y autor correspondiente del parte que aparece en la Célula del gorrón (www.cell.com). El parte se pone de relieve en la tapa de la edición.

En colaboración con el Centro Nacional para la Proyección De Imagen Macromolecular (http://ncmi.bcm.edu/ncmi/), llevado por el Dr. Wah Chiu (http://www.bcm.edu/biochem/index.cfm?pmid=3715), el profesor de la bioquímica y de la biología molecular en el BCM, Wensel y sus colegas establecieron tales imágenes tridimensionales para los cilios en tres ejemplos de los ratones sabidos para tener cilopathies.

Estos ratones tienen mutaciones genéticas que lleven a los defectos en la estructura del segmento exterior de la varilla. El segmento exterior de la varilla es parte del fotorreceptor en la retina llamada una varilla. El segmento exterior de la varilla contiene las membranas fotosensibles que llevan rhodopsin, el pigmento biológico del disco en las células del fotorreceptor de la retina responsable de las primeras acciones que dan lugar a la opinión de la luz.

Usando la tomografía del cryo-electrón, los científicos compararon las estructuras del segmento exterior de la varilla en los ratones del mutante a ésas en ratones normales.

“Éste es uno de los pocos lugares en el mundo en donde usted podría hacer esto,” dijo a Wensel. El Centro, corrida de Chiu, tiene microscopios potentes del cryo-electrón que hagan la tomografía posible. Para lograr la reconstrucción tridimensional, el Dr. Juan T. Chang (http://www.bcm.edu/pda/index.cfm?PMID=8208) en el Centro de Chiu congeló los fotorreceptores purificado por el estudiante Jared Gilliam del entonces-graduado de una manera especial que permitió realizar microscopia electrónica. Durante la sesión de la microscopia, las muestras congeladas fueron inclinadas cuidadosamente permitiendo que los investigadores tomen muchas imágenes bidimensionales que fueron utilizadas en la reconstrucción del ordenador de la correspondencia tridimensional.

Los segmentos exteriores luz-que detectan de fotorreceptores en la retina son conectados con la maquinaria responsable de la producción de la proteína en el segmento interno por un manojo cilíndrico fino de microtubules conocidos como el cilio que conecta.

“Hay un flux enorme del material del segmento interno al segmento exterior del fotorreceptor,” dijo a Wensel. “Cuando hay un defecto, después el animal o el paciente va las persianas.”

La estructura tridimensional mostró que hay vesículas (pequeños sacos) atadas a los filamentos de la membrana.

“Observa como si estas vesículas se atan que contienen el material que se fundirá a la membrana de plasma e irá encima de la membrana al segmento exterior,” dijo a Wensel.

En estudios de un modelo del ratón de una enfermedad llamada síndrome de Bardet Biedl, desarrollado por el laboratorio del Dr. James Lupski (el profesor de http://www.bcm.edu/genetics/index.cfm?pmid=10944) de la genética molecular y humana en el BCM, Wensel y primer Gilliam autor vio algo que era casi impactante - una acumulación enorme de estas vesículas. Los genes de Bardet Biedl contienen el código para un BBsome que forme una cubierta de la membrana que haga transporte posible a través del cilio que conecta a la cubierta exterior.

“Ahora conjeturaríamos que la cubierta de BBsome está requerida para la fusión de la membrana o del transporte de plasma hasta el segmento exterior,” dijimos a Wensel. “Nos da un modelo nuevo entero para cómo éste trabaja. Necesitamos más ahora hacer para clavarlo hacia abajo.”

“Sugiere que el tráfico aberrante de proteínas sea responsable de la degeneración del fotorreceptor,” dijo a Gilliam, que ahora es un socio postdoctoral en El Centro de la Ciencia de la Salud de la Universidad de Texas en Houston.

Fuente: Universidad de Baylor del Remedio