01:19 2022-12-09
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cum se mișcă o celulă? „Trageți ștecherul” de pe sarcina electrică de pe partea interioară a membranei sale, spun oamenii de știință
_ Cum se mișcă o celulă? „Trageți ștecherul” pe sarcina electrică din partea interioară a membranei sale, spun oamenii de știință
Oamenii de știință de la Johns Hopkins Medicine spun că o cheie a mișcării celulare este reglarea sarcinii electrice pe partea interioară a membranei. membrana celulară, deschizând potențial calea pentru înțelegerea cancerului, a celulelor imune și a altor tipuri de mișcare celulară.
Experimentele lor în celulele imune și amibe arată că o abundență de sarcini negative care căptușesc suprafața interioară a membranei poate activa căile lipidelor, enzimelor și altor proteine responsabile de împingerea unei celule într-o anumită direcție.
Descoperirile, descrise în numărul din octombrie al revistei Nature Cell Biology, avansează în înțelegerea biologilor despre mișcarea celulelor și pot ajuta la explicarea procesele biologice asociate cu mișcarea, cum ar fi modul în care celulele canceroase se mișcă și se răspândesc dincolo de locul inițial al unei tumori și modul în care celulele imune migrează către zonele de infecție sau de vindecare a rănilor.
„Celulele noastre se mișcă în corpul nostru, mai mult. este decât ne imaginăm”, spune Peter Devreotes, Ph.D., profesor Isaac Morris și Lucille Elizabeth Hay și profesor de serviciu distins la Departamentul de Biologie Celulară de la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins. „Celulele se mișcă pentru a îndeplini multe funcții, inclusiv atunci când înghit nutrienți sau când se divid.”
Multe dintre moleculele implicate în mișcarea celulei devin activate în marginea anterioară a celulei sau unde formează un fel de picior, sau proeminență, care orientează celula într-o anumită direcție.
Tatsat Banerjee, un student absolvent în biologie celulară și departamente de inginerie chimică și biomoleculară de la Johns Hopkins și autorul principal al studiului, a început să observați că moleculele de lipide încărcate negativ care căptușesc stratul interior al membranelor celulare nu erau uniforme, așa cum credeau oamenii de știință anterior. El a observat că acest set de molecule părăsesc în mod constant regiunile în care o celulă face o proeminență.
Banerjee avea bănuiala că o proprietate biofizică generală, cum ar fi sarcina electrică, mai degrabă decât o moleculă specifică, ar putea fi stimulatoare și organizarea activităților enzimelor și altor proteine legate de mișcarea celulelor.
Pentru a testa această idee, Banerjee și Devreotes au folosit un biosenzor, o peptidă marcată fluorescent, încărcată pozitiv pentru a supraveghea căptușeala interioară a membranei celule imunitare umane, numite macrofage, care înghit celulele invadatoare, și o amibă unicelulară care locuiește în sol, numită Dictyostelium discoideum.
Ei au descoperit că atunci când și acolo unde celulele au format proeminențe, a existat o reducere corespunzătoare a sarcină electrică negativă de-a lungul membranei interioare. Alternativ, de-a lungul suprafeței membranei de repaus a celulelor, sarcina electrică a crescut, ceea ce contribuie la recrutarea de proteine mai încărcate pozitiv.
Cercetătorii de la Johns Hopkins au conceput, de asemenea, noi molecule foarte încărcate, codificate genetic, care pot fi mutate în interiorul celulă cu lumină. Oriunde oamenii de știință au strălucit o lumină asupra celulei, noi proeminențe s-ar forma sau s-ar suprima pentru a mișca celula într-o anumită direcție, în funcție de faptul că sarcina de suprafață a fost scăzută sau crescută.
Devreotes spune că aceste rezultate experimentale sunt posibile. prima dovadă că nivelul de încărcare generică a suprafeței membranei are un rol cauzal în controlul semnalizării și motilității celulare.
Colaborând cu Pablo Iglesias, Ph.D., și echipa sa de cercetare din Departamentul de Electricitate și Calculatoare Inginerie de la Școala de Inginerie Johns Hopkins Whiting, cercetătorii au construit un model de calcul pentru a demonstra modul în care micile modificări ale sarcinilor electrice de pe membrana interioară afectează activitățile de semnalizare celulară.
„Încărcătura negativă de suprafață pare să fie suficientă și necesare pentru a activa o cascadă de reacții biomoleculare care au fost legate de mișcarea celulelor”, spune Banerjee.
Comentând studiul actual în F1000 Faculty Opinions, Martin Schwartz, Ph.D., Robert W. Berliner profesor de medicină (cardiologie) și profesor de inginerie biomedicală și de biologie celulară la Yale School of Medicina, care nu are legătură cu acest studiu, a spus: „...Această lucrare are potențialul de a iniția o nouă direcție în acest domeniu.”
În continuare, oamenii de știință intenționează să studieze exact cum și când sarcinile electrice sunt reduse de-a lungul membranei interioare ca răspuns la indicii externe și la modul în care, exact, sarcinile negative se conectează cu rețelele complicate de semnalizare a proteinelor și lipidelor care provoacă mișcarea celulelor și alte procese fiziologice asociate.
Comentarii:
Adauga Comentariu