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Les chercheurs montrent comment la tension cellulaire règle la production de l'hémoglobine

Notre capacité de respirer l'oxygène est critique à notre survie. Ce procédé est assisté par l'hémoglobine dans notre sang, qui transporte l'oxygène. Puisque l'air contient moins d'oxygène sur les montagnes élevées, le fuselage est sous pression de préparer l'hémoglobine rapidement -- un temps stressant. Mais quel rôle la tension cellulaire joue-t-elle dans la production de l'hémoglobine ?

Dans un papier dans la recherche à haute impression de cellules de tourillon, publiée le 4 avril 2017, les chercheurs à l'université hébreue de Jérusalem enregistrent la découverte d'un mécanisme entièrement neuf par lequel des gènes de globine sont exprimés. La découverte de cette propriété jusque là inconnue des gènes d'hémoglobine prouve que la tension est absolument nécessaire pour tenir compte de la production de l'hémoglobine.

Pour produire une molécule de protéine de globine, l'ADN du gène de globine est d'abord transcrit en longue molécule d'ARN de laquelle des segments internes doivent être excisés, ou à l'extérieur épissé, pour produire de la matrice d'ARN pour la synthèse des protéines dans la cellule rouge.

Maintenant, une équipe des biologistes moléculaires aboutis par prof. Raymond Kaempfer à la faculté de médecine de l'université d'hébreu enregistre que pour chacun de l'adulte et des gènes foetaux de globine, l'épissure de son ARN est strictement réglée par un signe intracellulaire de tension.

Le signe, qui a été connu pendant longtemps, concerne une enzyme actuelle en chaque cellule du fuselage, la PKR appelée, qui demeure silencieuse à moins qu'elle soit activée par une pensée spécifique de structure d'ARN pour se produire seulement en ARN effectué par des virus.

Quels Kaempfer et collaborateurs ont découvert est que le long RNAs a transcrit des gènes de globine que chacun contient un élément intrinsèque court d'ARN qui est capable d'activer fortement la PKR. À moins que l'enzyme de PKR soit activée de cette manière, le long ARN ne peut pas être épissé pour former la matrice mature d'ARN pour la synthèse des protéines de globine.

« Étonnant, nous avons indiqué un mécanisme entièrement neuf par lequel l'expression du gène d'hémoglobine est réglée par tension. Un signal intracellulaire, essentiel pour satisfaire à la tension, est absolument nécessaire pour tenir compte de la production d'hémoglobine. Que le signe de tension est activé par le gène d'hémoglobine lui-même. Bien que nous l'ayons longtemps sue que ce signe empêche fortement la synthèse des protéines généralement pendant l'expression du gène d'hémoglobine joue d'abord son indispensable, rôle positif avant d'être éteint promptement à tenir compte de la formation massive d'hémoglobine requise pour la respiration, » a dit prof. Raymond Kaempfer, M. Philip M. Marcus professeur de biologie moléculaire et de cancérologie à l'université hébreue de Jérusalem.

Une fois qu'activée, la PKR mettra un phosphate (un procédé connu sous le nom de phosphorylation) sur un facteur d'amorçage principal requis pour la synthèse de toutes les protéines, eIF2-alpha appelé. Cela mène consécutivement à l'inactivation d'eIF2-alpha, ayant pour résultat une case dans la synthèse des protéines. Ce procédé est essentiel pour satisfaire à la tension.

Le plus inopinément, ils ont découvert qu'une fois activée, la PKR doit le phosphorylate eIF2-alpha, et qu'il est essentiel former eIF2-alpha phosphorylé les machines a dû épisser l'ARN de globine. Dans le procédé de épissure, le démontage d'un segment interne d'ARN entraîne au produit mature d'ARN au refold tels qu'il plus n'activera la PKR, permettant maintenant pour la synthèse sans difficulté sur le ce l'ARN des réseaux essentiels de protéine de globine aux régimes maximaux, tenant compte de l'oxygène efficace respirant. En d'autres termes, la capacité d'activer le transitoire de restes de PKR, servant seulement à activer l'épissure.

Ainsi, l'équipe a expliqué un rôle nouveau et positif pour l'activation de PKR et la phosphorylation d'eIF2-alpha en ARN humain de globine épissant, contrairement au rôle négatif de longue date de cette réponse au stress intracellulaire dans la synthèse des protéines.

La réalisation qui la tension est non seulement importante mais également essentiel peut avoir des implications importantes pour la façon dont nous comprenons l'expression d'hémoglobine. À « ce que ceci bout vers le bas est ce même au niveau cellulaire, tension et la capacité de monter une réponse au stress sont essentielle à notre survie. Nous avons longtemps connu ceci par rapport à d'autres procédés biologiques, et maintenant nous voyons qu'il est au jeu même pour les molécules minuscules qui transportent l'oxygène dans notre sang, » a dit prof. Kaempfer.

Le laboratoire de Kaempfer est en Service de Biochimie et biologie moléculaire à IMRIC, l'institut pour le Recherche-Israël médical Canada, à la faculté de médecine de l'université hébreue. IMRIC est l'un des organismes de recherche biomédicale les plus novateurs en Israël et mondial, rassemblant des esprits scientifiques brillants pour trouver des solutions à la plupart des problèmes médicaux sérieux du monde par une approche multidisciplinaire à la recherche biomédicale.