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Techniques de gène-retouche d'utilisation de chercheurs pour concevoir l'action de protéine chez les animaux multicellulaires

Les chercheurs de Duke University ont effectué les premiers films de temps-déchéance du grillage comme une feuille qui entoure et supporte la plupart des tissus animaux.

Une couche mince de matrice extracellulaire connue sous le nom de membrane basale raye beaucoup de surfaces du corps telles que la peau, les vaisseaux sanguins et les voies urinaires ; et elle entoure les muscles, la graisse, et les nerfs périphériques.

Tandis que les membranes basales jouent des fonctions clé à l'étude, le fonctionnement de tissu, et la maladie humaine, la visualisation de eux aux organismes vivants a été difficile à faire, jusqu'ici.

En modifiant génétiquement les elegans de C. worms pour produire les protéines de membrane basale qui rougeoient sous la lumière fluorescente, les chercheurs disent qu'il est possible de voir pour la première fois comment des membranes basales sont assemblées pendant le développement, et comment elles changent et régénèrent durant toute la durée.

Le travail peut aider à indiquer exactement ce qui pourrait aller mal dans les maladies humaines s'échelonnant de la maladie rénale au cancer invasif.

« Nous ne serions pas ici sans membranes basales, » a dit professeur David Sherwood de biologie de duc, qui a abouti la recherche.

Les membranes basales ont été autour pendant plus de 600 millions d'années, puisque les premiers animaux multicellulaires ont évolué de leurs ancêtres unicellulaires.

Elles sont la bande écossaise que les aides fixent des cellules ensemble aux tissus de forme, mettant à jour la peau saine.

Elles sont les tamis moléculaires qui filtrent le sang dans les reins, protègent des vaisseaux sanguins et des muscles contre l'étirement et le compactage, et des facteurs de croissance de port qui indiquent à des cellules où aller, ce qu'à être, et quand se diviser.

Mais parce qu'il est difficile de faire la plupart de trouver de membranes basales profondément en dessous du fuselage, hors d'atteinte des photomicroscopes, les concevant en tissus vivants chez l'homme.

Ainsi l'équipe de Sherwood les a regardés dans les vis sans fin transparentes longues d'une mm, utilisant une technique CRISPR appelé de gène-retouche pour marquer 29 protéines de membrane basale avec les balises rougeoyantes vertes pour voir quand et où chaque protéine est trouvée utilisant la microscopie de temps-déchéance.

L'obtention d'un aperçu de ces protéines dans l'action à l'intérieur d'un animal vivant offre une illustration beaucoup plus complète que les expériences précédentes qui ont regardée disséquées et les tissus fixes, qui fournissent seulement un instantané des protéines congelées à temps, ont indiqué le boursier post-doctoral Éric Hastie.

« Comme résultat, elles ont été généralement considérées comme les structures statiques « étant ennuyeuses », » Hastie a dit

Dans quelques films, les chercheurs ont suivi les protéines fluorescentes déménageant dans la membrane basale rayant la gorge de la vis sans fin. Dans d'autres, ils ont observé la retouche rapide de la membrane basale entourant la gonade de la vis sans fin pendant qu'elle se développait plus de 90 fois dans la taille.

Étonnant, les films prouvent que la plupart des protéines de membrane basale ne restent pas mises après qu'elles soient déposées.

Tandis que quelques composantes de faisceau sont statiques, les scientifiques étaient étonnés de voir que beaucoup de protéines ont déménagé dans cet échafaudage stable.

Nos découvertes proposent que les membranes basales changent rapidement leurs propriétés pour supporter les tissus mécaniquement actifs et elles peuvent agir en tant que grandes routes qui permettent à des facteurs de croissance de se déplacer rapidement. »

  David Sherwood, chercheur et professeur de biologie, Duke University

« Nous avons juste commencé l'obtention pour jouer avec cette trousse à outils, » Hastie a dit.

Mais l'équipe dit que leurs offres de travail une voie neuve d'étudier la membrane basale déserte la dégénérescence fondamentale de tissu pendant le vieillissement, et les maladies s'échelonnant du diabète à la dystrophie musculaire.

Source:
Journal reference:

Keeley, D. P., et al. (2020) Comprehensive Endogenous Tagging of Basement Membrane Components Reveals Dynamic Movement within the Matrix Scaffolding. Developmental Cell. doi.org/10.1016/j.devcel.2020.05.022.