Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Gli scienziati trovano il modo veloce manipolare le ciglia delle cellule

Gli scienziati alla medicina di Johns Hopkins e la National Tsing Hua University in Taiwan dicono che hanno trovato un modo veloce manipolare le ciglia delle cellule, le sporgenze minuscole e fingerlike che “ritenga„ e che percepiscono il loro ambiente microscopico. Gli esperimenti, eseguiti in celle del mouse, possono avanzare gli sforzi degli scienziati non solo per capire come le antenne nanosized funzionano, ma anche come ripararli.

Un rapporto dei loro risultati è comparso 30 aprile online nelle comunicazioni della natura.

Con poche eccezioni, la maggior parte delle celle nell'organismo hanno ciglia o possono coltivarle. I prodotti chimici minuscoli di senso dell'antenna quali gli ormoni ed i fattori di crescita, che regolamentano la salubrità e la crescita delle cellule. Le ciglia egualmente individuano le indicazioni meccaniche e fisiche nell'organismo, quali indicatore luminoso, gravità, il suono ed il flusso di sangue e di urina.

Quando le ciglia funzionano male, un intervallo delle malattie e delle circostanze umane può accadere. Per esempio, i problemi con le ciglia in celle del rene possono causare la malattia renale policistica, uno stato incurabile in cui di cisti ripiene di fluida interferiscono con la funzione del rene ed in cui è trattato convenzionalmente con dialisi.

Poiché le ciglia sono così piccole -- 10.000 volte più piccola di una cella -- gli scienziati lungamente hanno scoperto che sfida per schiacciare i loro strumenti in tali spazi stretti per studiarli.

“Quando ero un postdoc, un collega in un laboratorio vicino stava studiando le ciglia ed ho sperato che combinando la sua conoscenza della biologia delle ciglia con la mia competenza nell'assistenza tecnica cellulare, potremmo capire come manipolare le ciglia all'interno dei loro spazi minuscoli,„ dice Takanari Inoue, il Ph.D., professore di biologia cellulare alla scuola di medicina di Johns Hopkins University e ad un autore di nuovo rapporto.

Dopo gli anni di lavoro, dice che hanno capito un modo manipolare una via chimica di segnalazione all'interno delle ciglia quelle comandi come le molecole sono mosse su e giù la lunghezza della struttura minuscola.

Per farlo, Inoue ed i suoi colleghi in Taiwan hanno utilizzato uno strumento chiamato la dimerizzazione chimicamente viscoelastica, che è più veloce degli sforzi per manipolare la via riscrivendo il codice genetico delle ciglia. Lo strumento, essenzialmente, è un'artefice di matrimoni -- contribuisce ad ingranare insieme due prodotti chimici specifici ai siti specifici all'interno di una cella vivente.

Per il nuovo studio, Inoue ed i suoi colleghi hanno aggiunto una proteina chiamata FRB alle celle dai mouse sviluppati in laboratorio. La proteina di FRB è capace di glomming su una struttura rigida all'interno delle ciglia, chiamato un microtubulo, che funge da ferrovia, muovente le proteine avanti e indietro su e giù la lunghezza delle ciglia.

Poi hanno aggiunto una molecola chiamata FKBP alle celle, che è fissato ad un enzima che funge da gomma per una modifica chimica nelle ciglia chiamate glutamylation. Il paio degli enzimi e di FKBP fluttua intorno alla cella finché gli scienziati non aggiungano un prodotto chimico chiamato rapamicina, che induce FKBP ad ottenere intrappolato alle molecole di FRB all'interno delle ciglia.

Una volta dentro le ciglia, l'enzima fissato alla molecola di FKBP cancella selettivamente la modifica di glutamylation dentro le ciglia. Egualmente trascura altre vie di segnalazione.

Gli scienziati chiamano il loro NASTRO di combinazione della molecola, per le modifiche post-di traduzione intraciliary di riscrittura spazio-temporale.

Come conseguenza rapido dell'eliminazione del glutamylation in ciglia, gli scienziati hanno trovato che le molecole hanno scorso più lentamente sulle ciglia, verso il suggerimento, -- circa .3 micrometri al secondo -- rispetto a .4 micrometri al secondo, facendo uso di un enzima morto che non pregiudica il glutamylation.

“Pensiamo che la nostra tecnica sia più veloce dei mezzi disponibili di tenere la carreggiata l'attività delle ciglia e permetta agli scienziati di accedere alle parti delle ciglia più velocemente e tuffarsi nelle modifiche chimiche specifiche per le certe somme di tempo,„ dice Inoue.

“Il nostro sistema del NASTRO offre una nuova strategia per le modifiche precisamente gestenti del microtubulo in celle viventi. Con questo approccio, diventa possibile capire come i microtubuli regolamentano le funzioni cellulari e possono anche servire da nuovo modo trattare le malattie umane in futuro,„ dice Yu-Chun Lin, il Ph.D., un assistente universitario all'istituto di medicina molecolare alla National Tsing Hua University in Taiwan.

Altre malattie influenzate dalle ciglia difettose comprendono un disordine del cervello chiamato sindrome di Joubert, un disordine del rene chiamato nephronophthisis, le retinite pigmentose e un disordine raro chiamato inversus di situs, in cui gli organi interni dell'organismo sono nella posizione inversa della loro posizione normale.

Gli scienziati egualmente hanno trovato che i microtubuli nelle celle del mouse che non sono ciglia interne individuate non erano commoventi quando hanno riparato con il glutamylation.

Inoue ed i suoi colleghi egualmente hanno trovato che l'output genetico di una via inerente allo sviluppo chiamata Hedgehog (che è connesso al glutamylation) è diminuito in celle curate con il NASTRO rispetto ai loro comandi.

Inoue ed i suoi colleghi dicono che ora pianificazione applicare il NASTRO alle cellule umane ed osservare molto attentamente il trattamento molecolare del glutamylation in ciglia. Possono anche usare il NASTRO per gestire altre modifiche chimiche all'interno delle ciglia.