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A sinalização da proteína nos embriões é distante mais complexa do que pensou previamente

Como as pilhas em embriões se tornando se comunicam depende muito do contexto, de acordo com cientistas em Rice University.

Encontraram que um caminho da sinalização da proteína conhecido como WNT e suas interacções são distante mais dinâmicos de pensaram uma vez como a resposta de tipos diferentes da pilha aos mesmos sinais são dramàtica diferentes.

Os pesquisadores já souberam que WNT, que leva mensagens através da membrana de pilha, é central à revelação adiantada dos organismos e de umas ajudas mais atrasadas estabiliza pilhas nos adultos. Agora estão ganhando uma imagem mais completa da função do caminho.

Perto do começo da vida, os sinais de WNT fornecem as sugestões desenvolventes chaves fora da pilha, de acordo com o bioscientist Aryeh Warmflash do arroz e o aluno diplomado e o autor principal Joseph Massey. Estes sinais extracelulares de WNT ajudam a diferenciação de pilha directa provocando as beta-catenin proteínas que afectam a expressão genética no núcleo de pilha.

Encontraram que o caminho de WNT escuta não somente sinais de uma escala mais larga dos disparadores do que conhecida previamente mas aquele quando influenciar as identidades de tipos novos da pilha durante a revelação embrionária, aqueles tipos novos é eles mesmos da pilha começo para mudar como interpretam sinais de WNT.

O estudo aparece nas continuações da Academia Nacional das Ciências.

“Nós conhecemos que as pilhas durante o processo de desenvolvimento se transformam todos os tipos diferentes de pilhas no corpo,” Massey dissemos.

“Para fazer isso no lugar direito e na hora certa, têm que ter algum tipo de sugestões posicionais do sincronismo, e informação da parte um com o otro,” disse. “Quando nós conhecermos a identidade de algumas das proteínas envolvidas, nós não tivemos as ferramentas para compreendê-las.

“Neste trabalho, nós usamos ferramentas deedição modernas para visualizar algumas destas proteínas do transdutor, aqueles no caminho da sinalização de WNT,” disse.

Warmflash disse os pesquisadores centrados previamente sobre umas pilhas mais maduras. “Disseram, “oh, o caminho de WNT está provavelmente o mesmo em cada pilha, assim que deixa-nos apenas tomar a pilha a mais fácil para estudar.”

“Nós encontramo-lo que é totalmente errado,” dissemos. “O caminho de WNT é diferente nas células estaminais e em pilhas diferenciadas. Das pilhas acordo provavelmente a dinâmica do caminho de WNT para fazê-lo executar funções diferentes em contextos diferentes.”

O laboratório usou as técnicas da cultura celular desenvolvidas por Warmflash e pela imagem lactente viva de únicas células estaminais pluripotent humanas para ver e recolher dados em mudanças em culturas embrionárias a um grau fino. Para seguir as mudanças, usaram o gene CRISPR-Cas9 que editam para etiquetar beta-catenin com as proteínas fluorescentes verdes e para considerá-las acumular no núcleo.

“Nós encontramos que a dinâmica da sinalização -- como as pilhas respondem a sinalizar sugestões -- em pilhas pluripotent é muito diferente o que acontece em alguns dos outros tipos que da pilha nós olhamos, de” Massey disse. “Não somente isso, sempre que as pilhas pluripotent começam a se diferenciar a um tipo de pilhas chamadas a raia primitiva, a resposta ao sinal é igualmente muito diferente.”

A raia primitiva é uma estrutura que forme cedo na revelação de um embrião, estabeleça a simetria bilateral do organismo e a serva como o ponto de foco da gastrulação, onde as camadas múltiplas de diferenciação começam.

“Nossa pesquisa destaca pela primeira vez para este caminho da sinalização que a dinâmica, a maneira as pilhas interpreta estes sinais, é muito contexto-dependente,” Massey disse.

Os pesquisadores investigaram algumas das causas desta dinâmica em mudança. Encontraram que por níveis de alteração de activin e desossam a proteína morfogenética (BMP), ambos os membros da beta “superfamília” de TGF de proteínas do factor de crescimento, eles podiam mudar a dinâmica da beta-catenin sinalização. Porque os factores de TGFb são envolvidos igualmente na diferenciação celular, esta é uma causa possível da dinâmica em mudança da sinalização de WNT durante a revelação, Warmflash disse. As experiências demonstraram uma maneira que a beta-catenin sinalização nas células estaminais adapta a um ambiente constantemente em mudança.

“O que é interessante é que todos estes caminhos desenvolventes são, no decorrer da revelação de um organismo, recicl para papéis diferentes,” Massey disse. “No início, o caminho da sinalização de WNT talvez está especificando tecidos diferentes para transformar-se o tipo direito de tecido no lugar direito. Mais tarde, está mantendo a homeostase ou os outros processos no adulto.

“Realmente, o caminho de WNT faz todos os tipos de coisas,” disse. “Pode despejar que como o sinal é interpretado tem algo fazer com o contexto o caminho dentro e o que esse caminho que faz realmente. Mas antes que nós desenvolvemos estas ferramentas foi muito difícil ir aproximadamente fazer estas perguntas.”

Desde que as mutações aos caminhos são encontradas freqüentemente em cancros humanos, compreender o mecanismo é importante em mais maneiras do que um, Warmflash disse.

“Que caminhos naturais fazem são muito mais intrincados e complexos do que qualquer coisa povos pôde construir,” disse. “Se você pode a compreender, você pode usá-la.”

“Nós ainda compreendemos somente uma fracção de como trabalhos de desenvolvimento adiantados,” Massey disse. “Eventualmente nós poderemos explicar estes sistemas tornando-se com modelos cada vez mais com carácter de previsão, e para obter lá nós devemos fazer medidas quantitativas específicas. Esperançosamente como nós compreendemos melhor como as pilhas usam caminhos para se comunicar, os clínicos puderam um dia explorar esta dinâmica para tratar doenças.”