Come muscolo sviluppa: Una danza di scheletri cellulari

Aprile 6, 2016 Admin Salute 0 2
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Tale fusione cellulare muscolare, dicono i ricercatori, è importante non solo per la comprensione crescita muscolare normale, ma anche la rigenerazione muscolare dopo l'infortunio o la malattia. L'opera, che credono, potrebbero favorire lo sviluppo di terapie per la distrofia muscolare o legata all'età atrofia muscolare.

La loro relazione sul citoscheletro delle cellule muscolari, pubblicato in Developmental Cell, aggiunge dettagli di uno studio precedente dello scorso anno dimostrano che actina - un elemento principale del citoscheletro della cellula - è tenuto a formare quelle proiezioni simili a dita e stimolare fonde cellule muscolari. La nuova scoperta delinea la danza intricata necessaria tra proteine ​​del citoscheletro di regolazione per costruire appunto sporgenze che promuovono la fusione delle cellule muscolari. In particolare, il team della Johns Hopkins scoperto l'attività di una proteina regolatrice chiamata "Blown Fuse", giustamente chiamato perché le cellule muscolari prive di questa proteina non riescono a fondersi.




"Blown Fuse è stata trovata a svolgere un ruolo nel muscolo fusione cellulare 14 anni fa", dice Elizabeth Chen, Ph.D. assistente professore di biologia molecolare e genetica ", e ora sappiamo come Blown Fuse regola la dinamica del citoscheletro di agevolare l'invasione di una cellula muscolare con un altro."

In una provetta, i ricercatori hanno dimostrato che la proteina, soffiato fusibile, interrompe il complesso formato dalla proteina WASP duo e WIP, che sono noti regolatori del citoscheletro actina. "Blown Fuse fa attraverso un meccanismo di legame competitivo - si lega allo stesso sito in WIP come WASP fa", spiega Rui Duan, un borsista post-dottorato nel laboratorio di Chen e un co-autore prima dello studio.

I ricercatori sapevano che la proteina duo WASP-WIP si lega alle crescenti estremità dei filamenti di actina, proteggendo questi fini siano ricoperte da proteine ​​che impediscono un'ulteriore crescita actina. Oltre al suo ruolo protettivo, WASP deve anche venire fuori l'estremità dei filamenti di actina di volta in volta per iniziare nuove filiali actina. L'intricato equilibrio tra crescita actina filamento, tappatura e la ramificazione, determina la dinamica del citoscheletro. Armati di questa conoscenza, i ricercatori hanno testato se soffiato fusibile compete con questo processo di cambiare il modo in WASP protegge contemporaneamente e costruisce il citoscheletro.

Il test è iniziato con i ricercatori mettere actina fluorescente in cellule muscolari mosca della frutta che si incorporati nelle crescenti rami di actina nei sporgenze simili a dita. Poi, i ricercatori hanno utilizzato un raggio laser per sbiancare la actina fluorescenti nella regione delle sporgenze simili a dita e aspettavano di vedere se e quanto tempo ci sarebbe voluto per il nuovo, actina greggi di diffondersi da altre parti della cellula e di essere ripresi dalle crescenti rami nelle "dita". Nelle cellule muscolari normali, ci sono voluti circa due minuti per la fluorescenza a tornare. Nelle cellule muscolari che mancava soffiato Fuse, la fluorescenza mai completamente recuperato e il citoscheletro è riuscito a proiettare sporgenze simili a dita, probabilmente perché il complesso WASP-WIP non si stacca le estremità dei filamenti di actina per avviare nuove filiali di actina.

"Questi risultati suggeriscono che le crescenti estremità del citoscheletro sono occupati dalla proteina duo WASP-WIP e che senza Blown Fuse dissociare con il complesso WASP-WIP e spingere WASP le estremità, nuove filiali actina non possono essere avviati," dice Chen. "E questi nuovi rami più corti e più rigidi sono fondamentali per generare le sporgenze membrana simili a dita."

Attraverso un microscopio, la squadra Hopkins confrontato le proiezioni simili a dita di cellule normali con le cellule prive Blown Fuse. Cellule muscolari normali formare protuberanze simili a dita a punta che spingono nell'altra cellula muscolare, ma le cellule senza Blown Fuse avere meno e floppier sporgenze che non spingono la loro strada per altre cellule muscolari.

"Modulando la stabilità del complesso WASP-WIP può rappresentare un meccanismo generale nella regolazione dinamica del citoscheletro e generando sporgenze membrana" dice Chen.

Lo studio è stato finanziato da sovvenzioni dal National Institutes of Health, l'American Heart Association e la Muscular Dystrophy Association.

Altri autori della relazione sono Peng Jin, Rui Duan, Fengbao Luo e Sabrina Hong della Scuola di Medicina dell'Università John Hopkins e Guofeng Zhang dell'Istituto Nazionale di Biomedical Imaging e Bioingegneria.

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