Coral, cellule umane collegate a morte

Giugno 8, 2016 Admin Salute 0 3
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Noi esseri umani arrampicarsi sugli alberi, comporre opere, e inviare razzi negli angoli più remoti dell'universo. Coralli, d'altra parte, solo tipo di ondeggiano lì sul fondo del mare. E 'difficile immaginare una creatura con apparentemente meno in comune con gli esseri umani, ma un recente studio condotto da biologi San Diego State University ha scoperto che entrambe le specie condividono un 500 milioni di anni fa via biomeccanico responsabile di innescare cellulare autodistruzione. Questo potrebbe sembrare spaventoso, ma uccidere le cellule difettose è essenziale per mantenere un organismo sano.

La scoperta aiuterà i biologi portare avanti la loro comprensione della prima evoluzione della vita pluricellulare, ambientalisti per capire meglio la situazione dei coralli moderni, e ricercatori medici di sviluppare nuovi farmaci per combattere malattie come il cancro.

Steven Quistad, uno studente laureato che lavora nel laboratorio di SDSU virologo Foresta Rohwer, ha fatto la scoperta all'inizio di quest'anno un po 'per caso. Rohwer conduce Viral Informazioni Istituto di SDSU, una delle aree del universitari di eccellenza. L'istituto interdisciplinare esplora le interazioni tra virus e la biosfera, al fine di migliorare la salute umana e ambientale.




Come Rohwer, Quistad ha trascorso gran parte della sua carriera di ricerca finora a studiare i virus. Analizzando le proteine ​​del corallo Acropora digitifera e la corrispondenza con proteine ​​umane, ha trovato una somiglianza particolare: Entrambi avevano proteine ​​recettori che ricevono segnali da un'altra proteina chiamata fattore di necrosi tumorale o TNF.

Morte Ordinato

Quando le proteine ​​del TNF si attaccano ai recettori del TNF di una cella, la cella si lancia in una modalità di auto-distruzione ordinata. I filamenti di proteine ​​all'interno della cellula abbattere e le componenti cellulari sono transennata e portati via per essere riciclato. Il processo, noto come apoptosi, gioca un ruolo cruciale nella salute cellulare, consentendo alle cellule difettose per distruggere stessi prima che possano causare danni all'organismo.

Quando Quistad guardato più da vicino genoma del corallo, ha notato che aveva i geni che codificate per non solo un recettore TNF, ma 40 di loro. TNF è disponibile in molti diversi "sapori", e ognuno corrisponde a un particolare recettore. Il corallo Quistad indagato aveva 14 gusti diversi di TNF e più recettori del TNF rispetto a qualsiasi altro organismo conosciuto sul pianeta. Gli esseri umani, in confronto, sono 25 i recettori del TNF.

Quindi, che cosa accadrebbe se si ha la versione umana di una proteina TNF e esposti a recettori del TNF di un corallo? Quistad ei suoi colleghi hanno fatto proprio questo e guardato per i segni rivelatori di apoptosi. Al microscopio, videro la prova che la cellula di corallo è stato abbattendo entro 10 minuti di esposizione al TNF umano. Una serie di altri segnali cellulari associati con l'apoptosi confermato: set TNF umano in movimento morte cellulare programmata in coralli.

Viceversa?

Avanti, Quistad e colleghi sono chiesti se le proteine ​​corallo TNF dovrebbero innescare l'apoptosi nelle cellule umane. Hanno blandito batteri E. coli di esprimere le stesse proteine ​​TNF prodotte da coralli e li esposti a tessuti umani in coltura. Abbastanza sicuro, l'apoptosi è verificato nelle cellule umane. Quistad pubblicato questi risultati oggi negli Atti della National Academy of Sciences.

I risultati suggeriscono che il percorso attraverso il quale TNF innesca l'apoptosi è vecchio. Estremamente vecchio.

"Il fatto che va in entrambe le direzioni significa che questi domini non sono cambiate in mezzo miliardo di anni", ha detto Quistad. "I coralli sono in realtà molto più simili agli esseri umani di quanto abbiamo mai realizzato."

Questo è interessante dal punto di vista della biologia evoluzionistica, Quistad detto, perché circa 542 milioni anni fa, la vita organizzata è decollato in un modo molto grande. Conosciuto come l'esplosione cambriana, questo periodo ha visto la nascita dei primi antenati di gran parte della vita che esiste oggi, compresi gli esseri umani. Nessuno sa veramente quello che partì l'esplosione cambriana, ma è possibile l'evoluzione ordinata, morte sistematica cellulare ha svolto un ruolo di primo piano.

"Apoptosi TNF-indotta potrebbe rivelarsi uno dei principali scintille della esplosione cambriana", ha detto Quistad.

Conservazione Coral

Purtroppo, dopo mezzo miliardo di anni di successi, coralli oggi non stanno facendo così bene. Gli effetti del cambiamento climatico e l'inquinamento marino stanno prendendo il loro pedaggio sulle atolli. Una risposta allo stress mortale conosciuto come lo sbiancamento dei coralli, per cui i coralli espellono i batteri che li danno i loro colori vivaci, sta decimando i coralli di tutto il mondo. Precedenti studi hanno collegato l'apoptosi a questo processo, e in effetti, i coralli a cui Quistad esposto TNF fine sbiancato fuori.

Una migliore comprensione di come il TNF media l'apoptosi in corallo potrebbe consentire ambientalisti di individuare le specie più resistenti, e quindi reintrodurre questi coralli più resistenti in luoghi in cui la perdita di corallo sta danneggiando l'ecosistema locale, Quistad detto.

Preservare e imparare da questi coralli è importante per la salute umana, troppo. I coralli sono meravigliosamente organismi complessi, Quistad detto, e stiamo solo iniziando a imparare i loro segreti.

"Molte persone guardano un corallo e pensano che sia solo una roccia viscida," ha detto. "Pensano, 'Come può essere così complesso a livello molecolare quando sembra così semplice?'"

Quistad detto che studiando vari gusti coralli 'di proteine ​​e recettori TNF TNF, i ricercatori possono scoprire le proprietà mediche utili per l'uccisione di tipi specifici di cellule rinnegati, come le cellule tumorali.

"Abbiamo molto da imparare da coralli sul nostro sistema immunitario", ha detto.

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