El mecanismo descubierto en la defecación del gusano identifica la comunicación potencialmente extensa de la célula-a-célula

El foco de dos Premios Nobel Recientes, una especie de ascáride ha hecho posible otro avance en la comprensión de cómo las células hablan con una otra, según el 21 de febrero en línea publicado estudio en la biología de la corriente del diario.

En 2002, los investigadores ganaron el Premio Nobel Para la medicina para el trabajo en los elegans de Caenorhabditis del ascáride (elegans de la C.) en la genética de cómo las células “deciden” a self-destruct, del asunto una central ahora a la investigación de cáncer humana. Otro equipo ganó en 2006 para el descubrimiento en elegans de la C. de un mecanismo de defensa antiguo contra tentativas por los virus de interrumpir maquinaria genética de las células'.

En las últimas noticias gusano-relacionadas, la publicación de hoy proporciona evidencia de un nuevo mecanismo a través de el cual las células en la señal del intestino del gusano para que las células musculares próximas doblen breve haciendo el área entre ellas más ácida. Los investigadores creen que los cambios de breve duración en acidez pueden tener implicaciones para la señalización de la célula en el reino animal, del envío de los mensajes humanos del nervio a la defecación del gusano. La influencia del gusano procede del hecho de que sus células se asemejan a las células humanas en gran medida, pero es más fácil de estudiar.

“Trabajé con los mamíferos durante mi entrenamiento, pero mi investigación ahora se enfoca exclusivamente en gusanos,” dijo a Keith Nehrke, Ph.D., profesor adjunto de la medicina dentro de la división de la nefrología en la universidad del centro médico de Rochester, y autor correspondiente del estudio actual de la biología. “No refrenamos ni anestesiamos los gusanos durante nuestros experimentos, que permite que estudiemos interacciones complejas entre los órganos que ocurren solamente en la consumición, los animales móviles. Queda ver si la señalización del pH está utilizada comúnmente en hombre, pero el impacto potencial es fantástico, pues casi todos los procesos biológicos son regulados por la acidez.”

Detalles del estudio

La teoría sostiene que los átomos son los bloques huecos del universo. Los átomos, alternadamente, probablemente se componen de los paquetes de la energía llamados los electrones que se mueven en órbita alrededor alrededor de los protones y de los neutrones en el centro del átomo. Además, los átomos exhiben una carga llamada de la característica que explique su comportamiento. Como cargas rechazarse; los contrarios atraen, y las células han enjaezado estas fuerzas para conducir procesos de la vida.

Algunas máquinas celulares funcionan bombeando positivamente - las partículas cargadas (los iones e.g. del calcio, del sodio y del potasio) en o de las células. En algunos casos las partículas como de la acumulación de la carga fuera de la célula, y son impacientes acometer detrás adentro si están dadas la oportunidad. Esa ocasión viene, bajo regulación cuidadosa, cuando las células abren las proteínas del canal en sus membranas externas, permitiendo dice los iones del calcio para entrar. El flujo de la carga se utiliza como una fuente de energía a veces, y en otros, como interruptor biológico para golpear con el pie en procesos de la vida. Los últimos estudios han demostrado que la onda rítmica de las contracciones del músculo que empujan la basura a lo largo del intestino del gusano es regulada cuidadosamente por las señales capturadas en niveles de levantamiento y que caen de positivamente - los iones cargados del calcio.

Cuáles el estudio actual encontrado es eso entrelazado con la señalización del calcio puede ser un segundo mecanismo, donde positivamente - los iones hidrogenados cargados, también llamados los protones, se emplean para enviar señales.

Una sustancia que por la naturaleza dona los protones a una solución u otras moléculas se llaman un ácido, y el pH es una medida de concentración del protón en un líquido. Fuera de cierta gama del pH, las proteínas que componen las células humanas y los tejidos para analizar y el cuerpo falla. Una razón que es el trabajo actual así que la intriga es proteínas implicadas en gusano que señalización del músculo es los mismos reconocidos durante muchos años que ésos a cargo de mantener el balance del pH, una función de economía doméstica básica. Los resultados del trabajo actual sugieren que las células pudieron haber usurpado esta función de economía doméstica para comunicar mejor.

La publicación actual de la biología de Nehrke ensambla a cola de pato en un artículo (célula 2008, 132, 149) publicado en enero por Eric Jorgensen, Ph.D., profesor de la biología en la universidad de Utah. Jorgensen utilizó un acercamiento genético para definir un acoplamiento entre dos proteínas específicas, cambiador de la señalización del sodio-protón que empuja los protones del intestino del gusano y de un receptor del protón en las células musculares adyacentes que responda a los protones causando las contracciones musculares que hacen la defecación posible. El estudio actual validó estas conclusiones, y demostró que los protones se mueven desde el lumen del intestino y a través de la célula antes de los músculos adyacentes de la señalización, dando por resultado interior de las oscilaciones del pH así como fuera de las células. Los cambiadores del sodio/del protón permiten el flujo de protones a través de las membranas celulares mientras que mantienen el balance de la carga. Aunque esta clase de proteínas se haya reconocido durante muchos años como capaz de ayudar las células regular el pH y los niveles flúidos, éste es el primer ejemplo de los cambiadores del sodio/del protón que son implicados en la comunicación.

Las técnicas usadas equipo de la biología molecular genético para expresar en las células intestinales del nematodo una molécula fluorescente cuyo brillo es sensible al pH. La proyección de imagen fluorescente entonces demostró los niveles del protón que se controlarán cuidadosamente durante la defecación, oscilando con niveles del calcio en el intestino. Muchos procesos reguladores del calcio son sensibles al pH, y el estudio sugiere que la interferencia ocurra entre estos dos mecanismos de señalización para regular la frecuencia así como la ejecución de las contracciones del músculo de la defecación.

Si esto se confirma en seres humanos, la señalización del protón podría concebible representar una nueva blanco para la comunicación de regulación de la célula, quizás con implicaciones terapéuticas. Muchas regiones en el cuerpo humano están conforme a un ambiente ácido, y en algunos casos, se saben ya para reconocer cambios de pH en sus alrededores. Además, varias de las proteínas que contribuyen a la transmisión sináptica, señalando entre las células nerviosas, se pueden regular por el pH. ¿Hay los depósitos celulares del protón cerca de ensambladuras sinápticas, con las proteínas en el lugar para exportarlas como parte de mecanismos de la señalización, y los receptores próximos del protón aguardando su llamada? ¿La señalización anormal del protón contribuye a Parkinson, a Alzheimer o a otras enfermedades neurodegenerative? Los estudios futuros dirán.

“En los próximos años, pienso que veremos que los protones actúan como neurotransmisor en el cerebro humano,” dijimos Jorgensen. “Esto es una sorpresa enorme. Los protones son partículas subatómicas. Sus efectos son generalmente no específicos. Para imaginarse que están comunicando señales específicas entre las células es extraordinaria. El papel actual demuestra que las células intestinales ellos mismos están experimentando estas fluctuaciones pulsátiles en protones. La célula parece utilizar los protones para comunicar la información interno así como externamente.”

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