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Os cientistas encontram a maneira rápida de manipular as pestanas da pilha

Os cientistas na medicina de Johns Hopkins e na universidade nacional de Tsing Hua em Taiwan dizem que encontraram uma maneira rápida de manipular as pestanas de uma pilha, as saliências minúsculas, fingerlike que “sinta” e detectam seu ambiente microscópico. As experiências, executadas em pilhas do rato, podem avançar os esforços dos cientistas para compreender não somente como as antenas nanosized funcionam, mas também como repará-los.

Um relatório de seus resultados apareceu o 30 de abril em linha em comunicações da natureza.

Com poucas exceções, a maioria de pilhas no corpo têm pestanas ou podem crescê-las. Os produtos químicos minúsculos do sentido da antena tais como as hormonas e os factores de crescimento, que regulam a saúde e o crescimento da pilha. As pestanas igualmente detectam sugestões mecânicas e físicas no corpo, tal como a luz, a gravidade, o som e o fluxo de sangue e de urina.

Quando as pestanas funcionam mal, uma escala de doenças e de circunstâncias humanas pode ocorrer. Por exemplo, os problemas com as pestanas em pilhas do rim podem causar a doença renal polycystic, uma condição incurável em que fluido-encheu quistos interfere com a função do rim e em que é tratado convencionalmente com a diálise.

Porque as pestanas são tão pequenas -- 10.000 vezes menor do que uma pilha -- os cientistas têm-na encontrado por muito tempo desafiar para espremer suas ferramentas em tais espaços apertados para estudá-los.

“Quando eu era um postdoc, um colega em um laboratório vizinho estudava pestanas, e eu esperei que combinando seu conhecimento da biologia das pestanas com minha experiência na engenharia celular, nós poderíamos figurar para fora como manipular pestanas dentro de seus espaços minúsculos,” diz Takanari Inoue, Ph.D., professor da biologia celular na Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins e em um autor do relatório novo.

Após anos de trabalho, diz que figuraram para fora uma maneira de manipular um caminho químico da sinalização dentro das pestanas essas controles como as moléculas shuttled para cima e para baixo o comprimento da estrutura minúscula.

Para fazê-la, Inoue e seus colegas em Taiwan usaram uma ferramenta chamada o dimerization quimicamente inducible, que é mais rápido do que esforços para manipular o caminho reescrevendo o código genético das pestanas. A ferramenta, essencialmente, é um casamenteiro -- ajuda a engrenar junto dois produtos químicos específicos em locais específicos dentro de uma pilha viva.

Para o estudo novo, Inoue e seus colegas adicionaram uma proteína chamada FRB às pilhas dos ratos crescidos no laboratório. A proteína de FRB é capaz de glomming em uma estrutura rígida dentro das pestanas, chamado um microtubule, que actue como uma caminho de ferro, shuttling proteínas para cima e para baixo o comprimento das pestanas.

Então adicionaram uma molécula chamada FKBP às pilhas, que é anexado a uma enzima que actue como um eliminador para uma alteração química nas pestanas chamadas glutamylation. O par de FKBP e de enzima flutua em torno da pilha até que os cientistas adicionem um produto químico chamado o rapamycin, que faz com que FKBP obtenha prendido em moléculas de FRB dentro das pestanas.

Uma vez dentro das pestanas, a enzima anexada à molécula de FKBP apaga selectivamente a alteração do glutamylation dentro das pestanas. Igualmente ignora outros caminhos da sinalização.

Os cientistas chamam sua TIRA da correspondência da molécula, para alterações cargo-translational intraciliary da reescrita spatiotemporal.

Em conseqüência ràpida de remover o glutamylation nas pestanas, os cientistas encontraram que as moléculas fluíram acima das pestanas, para a ponta, mais lentamente -- aproximadamente .3 por segundo dos micrômetros -- comparado com o .4 por segundo dos micrômetros, usando uma enzima inoperante que não afecte o glutamylation.

“Nós pensamos que nossa técnica é mais rápida do que meios existentes de seguir a actividade das pestanas e permite cientistas de alcançar as peças das pestanas mais rapidamente e para mergulhar com certeza em quantidades de tempo químicas específicas das alterações,” diz Inoue.

“Nosso sistema da TIRA oferece uma estratégia nova para alterações precisamente de controlo do microtubule em pilhas vivas. Com esta aproximação, torna-se possível compreender como os microtubules regulam funções celulares e podem igualmente servir como uma maneira nova de tratar no futuro doenças humanas,” diz Yu-Chun Lin, Ph.D., um professor adjunto no instituto da medicina molecular na universidade nacional de Tsing Hua em Taiwan.

Outras doenças afetadas por pestanas defeituosos incluem uma desordem do cérebro chamada síndrome de Joubert, uma desordem do rim chamada nephronophthisis, o pigmentosa da retinite e uma desordem rara chamada o inversus do situs, em que os órgãos internos do corpo estão no lugar reverso de sua posição normal.

Os cientistas igualmente encontraram que os microtubules nas pilhas do rato que não são pestanas internas encontradas não eram afetados quando consertaram com glutamylation.

Inoue e seus colegas igualmente encontraram que a saída genética de um caminho desenvolvente chamado Ouriço (que é conectado ao glutamylation) está diminuída nas pilhas tratadas com a TIRA comparada com seus controles.

Inoue e seus colegas dizem que planeia agora aplicar a TIRA às pilhas humanas e olhar mais pròxima no processo molecular de glutamylation nas pestanas. Podem igualmente usar a TIRA para controlar outras alterações químicas dentro das pestanas.