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I ricercatori mostrano come lo sforzo cellulare regolamenta la produzione di emoglobina

La nostra capacità di respirare l'ossigeno è critica alla nostra sopravvivenza. Questo trattamento è mediato dall'emoglobina nel nostro sangue, che porta l'ossigeno. Poiché l'aria contiene meno ossigeno sulle alte montagne, l'organismo è sotto pressione di preparare rapido l'emoglobina -- un tempo stressante. Ma che ruolo lo sforzo cellulare svolge nella produzione di emoglobina?

In un documento nella ricerca ad alto impatto delle cellule del giornale, pubblicata il 4 aprile 2017, i ricercatori all'università ebraica di Gerusalemme riferiscono la scoperta di assolutamente nuovo meccanismo attraverso cui i geni della globina sono espressi. La scoperta di questi beni fino ad ora sconosciuti dei geni dell'emoglobina indica che lo sforzo è assolutamente necessario tenere conto la produzione di emoglobina.

Per produrre una molecola di proteina della globina, il DNA del gene della globina in primo luogo è trascritto in una molecola lunga del RNA da cui i segmenti interni devono essere asportati, o è impiombato fuori, per generare il modello del RNA per la cella di sintesi delle proteine in rosso.

Ora, un gruppo dei biologi molecolari piombo da prof. Raymond Kaempfer nella facoltà dell'università ebraica di medicina riferisce che per ciascuno dell'adulto e dei geni fetali della globina, l'impionbatura del suo RNA è gestita rigorosamente da un segnale intracellulare di sforzo.

Il segnale, che è stato conosciuto a lungo, comprende un enzima presente in ogni cella dell'organismo, chiamata PKR, che rimane silenziosa a meno che sia attivata da un pensiero specifico della struttura del RNA per accadere soltanto in RNA fatto dai virus.

Che Kaempfer e collaboratori hanno scoperto è che il RNAs lungo ha trascritto dai geni che della globina ciascuno contiene un breve elemento intrinseco del RNA che è capace forte di attivazione della PKR. A meno che l'enzima della PKR sia attivato in questo modo, il RNA lungo non può essere impiombato per formare il modello maturo del RNA per sintesi delle proteine della globina.

“Sorprendente, abbiamo rivelato un assolutamente nuovo meccanismo attraverso cui l'espressione genica dell'emoglobina è regolamentata dallo sforzo. Un segnale intracellulare, essenziale per fare fronte allo sforzo, è necessario assolutamente da tenere conto produzione dell'emoglobina. Che il segnale di sforzo è attivato dal gene stesso dell'emoglobina. Sebbene lungamente la abbiamo conosciuta che questo segnale inibisce forte generalmente la sintesi delle proteine durante l'espressione genica dell'emoglobina in primo luogo giochiamo il suo indispensabile, ruolo positivo prima di essere spento subito da tenere conto formazione massiccia dell'emoglobina stata necessaria per respirare,„ ha detto prof. Raymond Kaempfer, il Dott. Philip M. Marcus professore di biologia molecolare e di ricerca sul cancro all'università ebraica di Gerusalemme.

Una volta che attivata, la PKR collocherà un fosfato (un trattamento conosciuto come fosforilazione) su un fattore di inizio chiave stato necessario per la sintesi di tutte le proteine, chiamata eIF2-alpha. Quello a sua volta piombo ad inattivazione di eIF2-alpha, con conseguente blocco nella sintesi delle proteine. Questo trattamento è essenziale per fare fronte allo sforzo.

Il più inatteso, hanno scoperto che attivata una volta, la PKR deve phosphorylate eIF2-alpha e che eIF2-alpha fosforilato è essenziale per formarsi il macchinario ha dovuto impiombare il RNA della globina. Nel trattamento d'impionbatura, la rimozione di un segmento interno del RNA causa al prodotto maturo del RNA a refold tali che più non attiverà la PKR, ora tenente conto la sintesi senza impedimenti su questo RNA delle catene essenziali della proteina della globina alle tariffe massime, tenendo conto l'efficace ossigeno che respira. Cioè la capacità di attivare la PKR rimane transitoria, servendo solamente a permettere all'impionbatura.

Quindi, il gruppo ha dimostrato un ruolo novello e positivo per l'attivazione della PKR e la fosforilazione di eIF2-alpha in RNA umano della globina che impiomba, contrariamente al ruolo negativo di lunga durata di questa risposta intracellulare di sforzo nella sintesi delle proteine.

La realizzazione che lo sforzo è non solo importante ma anche essenziale può avere implicazioni importanti per come capiamo l'espressione dell'emoglobina. “A cui questo bolle giù è quello anche al livello cellulare, sforzo e la capacità di montare una risposta di sforzo è essenziale alla nostra sopravvivenza. Lungamente abbiamo conosciuto questo relativamente ad altri trattamenti biologici ed ora vediamo che è a gioco anche per le molecole minuscole che portano l'ossigeno nel nostro sangue,„ ha detto prof. Kaempfer.

Il laboratorio di Kaempfer è nel dipartimento della biochimica e della biologia molecolare a IMRIC, l'istituto per l'Ricerca-Israele medico Canada, nella facoltà dell'università ebraica di medicina. IMRIC è uno degli organismi di ricerca biomedici più innovatori nell'Israele e mondiale, riunendo le menti scientifiche brillanti per trovare le soluzioni ai problemi di salute più seri del mondo con un approccio pluridisciplinare alla ricerca biomedica.