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La transmisión de señales de la proteína en embriones es lejos más compleja que pensó previamente

Cómo las células en embriones que se convierten comunican depende mucho de contexto, según científicos en Rice University.

Encontraron que un camino de la transmisión de señales de la proteína conocido como WNT y sus acciones recíprocas son lejos más dinámicos de pensaron una vez como la reacción de diversos tipos de la célula a las mismas señales son dramáticamente diferentes.

Los investigadores sabían ya que WNT, que lleva mensajes a través de la membrana celular, es central al revelado temprano de organismos y de ayudas posteriores estabiliza las células en adultos. Ahora están ganando un retrato más completo de la función del camino.

Cerca del comienzo de la vida, las señales de WNT ofrecen las señales de entrada de desarrollo dominantes desde fuera de la célula, según el bioscientist Aryeh Warmflash del arroz y estudiante de tercer ciclo y autor importante José Massey. Estas señales extracelulares de WNT ayudan a la diferenciación de célula directa accionando las proteínas beta-catenin que afectan a la expresión génica en el núcleo de célula.

Encontraron que el camino de WNT no sólo está atentas señales de una gama más amplia de gatillos que sabida previamente pero ése mientras que está influenciando las identidades de los nuevos tipos de la célula durante el revelado embrionario, esos nuevos tipos es ellos mismos de la célula principio para cambiar cómo interpretan señales de WNT.

El estudio aparece en los procedimientos de la National Academy of Sciences.

“Conocemos que las células en el revelado se convierten en todos los tipos diferentes de células en la carrocería,” a Massey dijimos.

“Para hacer eso en el lugar correcto y en el momento adecuado, tienen que tener cierta clase de señales de entrada posicionales de la sincronización, e información de la parte con uno a,” él dijo. “Mientras que hemos conocido la identidad de algunas de las proteínas implicadas, no hemos tenido las herramientas para entenderlas.

“En este trabajo, utilizamos las herramientas gen-que corregían modernas para visualizar algunas de estas proteínas del transductor, ésos en el camino de la transmisión de señales de WNT,” él dijo.

Warmflash dijo a los investigadores centrados previamente en células más maduras. “Dijeron, “oh, el camino de WNT está probablemente lo mismo en cada célula, así que acaba de permitirnos tomar la célula más fácil para estudiar.”

“Lo encontramos que es totalmente incorrecto,” dijimos. “El camino de WNT es diferente en células madres y células distinguidas. De las células aire probablemente las dinámicas del camino de WNT para hacer que realiza diversas funciones en diversos contextos.”

El laboratorio utilizó las técnicas de la célula-cultura desarrolladas por Warmflash y la proyección de imagen viva de únicas células madres pluripotent humanas para ver y para cerco datos sobre cambios en culturas embrionarias a un grado fino. Para rastrear los cambios, utilizaron el gen CRISPR-Cas9 que corregían para marcar beta-catenin con etiqueta con las proteínas fluorescentes verdes y para considerarlas acumular en el núcleo.

“Encontramos que la dinámica de la transmisión de señales -- cómo las células responden a hacer señales señales de entrada -- en células pluripotent es muy diferente qué suceso en algunos de los otros tipos de la célula que observábamos, de” Massey dijo. “No sólo eso, siempre que las células pluripotent comiencen a distinguir a un tipo de células llamadas la raya primitiva, la reacción a la señal es también muy diferente.”

La raya primitiva es una estructura que forma temprano en el revelado de un embrión, establece la simetría bilateral del organismo y sirve como el punto focal del gastrulation, donde las capas múltiples de diferenciación comienzan.

“Nuestra investigación destaca para este camino de la transmisión de señales que las dinámicas, la manera las células interpreten estas señales, es por primera vez mucho contexto-relacionada,” Massey dijo.

Los investigadores investigaron algunas de las causas de estas dinámicas cambiantes. Encontraron que por los niveles de alteración de activin y deshuesan la proteína morfogenética (BMP), ambas piezas de la “superfamilia beta” de TGF de las proteínas del factor de incremento, ellos podían cambiar la dinámica de la transmisión de señales beta-catenin. Pues los factores de TGFb también están implicados en la diferenciación celular, ésta es una causa posible de la dinámica cambiante de la transmisión de señales de WNT durante el revelado, Warmflash dijo. Los experimentos demostraron una manera que la transmisión de señales beta-catenin en células madres adapta a un ambiente constante cambiante.

“Cuál es interesante es que son todos estos caminos de desarrollo, a través del curso del revelado de un organismo, reciclado para diversos papeles,” Massey dijo. “Al principio, el camino de la transmisión de señales de WNT quizás está especificando diversos tejidos para convertirse en el tipo correcto de tejido en el lugar correcto. Después, está manteniendo homeostasis u otros procesos en el adulto.

“Realmente, el camino de WNT hace toda clase de cosas,” él dijo. “Puede resultar que cómo se interpreta la señal tiene algo hacer con el contexto el camino hacia adentro y qué ese camino que hace real. Pero antes de que desarrolláramos estas herramientas era muy difícil ir alrededor a hacer estas preguntas.”

Puesto que las mutaciones a los caminos se encuentran con frecuencia en cánceres humanos, la comprensión del mecanismo es importante de más maneras que una, Warmflash dijo.

Lo hacen “qué caminos naturales son mucho más complejos y complejos que cualquier cosa gente ha podido construir,” él dijo. “Si usted puede entenderla, usted puede utilizarla.”

“Todavía entendemos solamente una parte cómo los trabajos de desarrollo tempranos,” Massey dijo. “Podremos eventual explicar estos sistemas que se convierten con los modelos cada vez más proféticos, y conseguir allí nos debemos hacer mediciones cuantitativas específicas. Esperanzadamente como entendemos mejor cómo las células utilizan caminos para comunicar, los clínicos pudieron explotar algún día estas dinámicas para tratar enfermedades.”