Glowing Zebrafish aiutare i ricercatori traccia ruolo degli zuccheri In The Cell

Marzo 20, 2016 Admin Salute 0 2
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Questo nuovo metodo di fluorescenza etichettare le catene di zuccheri o carboidrati, che le cellule cappotto è un nuovo strumento per chi studia lo sviluppo nel zebrafish, un organismo di laboratorio popolare perché i suoi embrioni trasparenti permettono un facile osservazione di cellule viventi, come si sviluppano nel tempo.

"La maggior parte della gente pensa di carboidrati come il cibo, ma la superficie di qualsiasi cellula del nostro corpo è ornato con una tonnellata di zuccheri e proteine ​​che consentono alle cellule di comunicare con altre cellule e patogeni", ha detto UC Berkeley studente laureato Jeremy M. Baskin. "La gente ha avuto per molti anni la possibilità di specifiche proteine ​​di immagine, ma non i carboidrati. Abbiamo sviluppato per i primi metodi di tempo per l'etichettatura e le immagini carboidrati all'interno di un animale intatto."




"La comprensione di come, quando e dove le cellule si Spolverare con zucchero possono far luce su come le cellule staminali si sviluppano nei tessuti, così come alzare marcatori di malattia, come il cancro, o le strategie per combattere gli organismi infettivi", ha detto il primo autore Scott T. Laughlin, che, come Baskin, è uno studente laureato presso il Dipartimento di Chimica.

Un grande vantaggio di questa tecnica è che è non tossico e può essere utilizzato per studiare le cellule viventi, Baskin detto, mentre altri metodi di marcatura di carboidrati superficie cellulare non possono essere eseguite su campioni viventi.

Baskin e Laughlin, insieme a Carolyn Bertozzi, UC Berkeley, professore di chimica e di biologia molecolare e cellulare, e genetista evolutiva Sharon L. Amacher, professore associato di biologia molecolare e cellulare, hanno riportato i loro risultati nel numero di maggio 2 della rivista Science. Bertozzi è anche direttore della Fonderia Molecolare presso il Lawrence Berkeley National Laboratory, un Howard Hughes Medical Institute, un affiliato facoltà del California Institute per Quantitative Biosciences (QB3) e la TZ e Irmgard Chu distinto professore di Chimica all'Università di Berkeley.

"Abbiamo geni nel nostro corpo codifica per le proteine, ma le proteine ​​otteniamo modificato in molti modi diversi, uno dei quali è con l'aggiunta di zuccheri che sporgono sulla superficie cellulare e cambiare il modo la proteina interagisce con l'ambiente", ha detto Amacher . "Uno dei grandi misteri è come il modello di cambiamenti di modifica zucchero durante lo sviluppo, o nelle cellule tumorali rispetto cellule non tumorali, per esempio. Il lavoro emozionante Carolyn sta facendo è trovare il modo che si possa effettivamente vedere le etichette di zucchero di proteine . "

Gli scienziati hanno conosciuto per più di un secolo come allegare coloranti fluorescenti di proteine, e hanno utilizzato la tecnica per studiare il traffico proteina in colture cellulari e anche in organismi interi, anche se spesso a scapito di uccidere le cellule o organismi. Bertozzi ha operato per rendere altrettanto facile studiare gli zuccheri sulle cellule, in parte per indagare il loro ruolo in malattie come la tubercolosi e l'influenza. In quest'ultimo, il virus dell'influenza entra nelle cellule mediante emoagglutinina, un complesso di zucchero-proteina sulla superficie virale che attribuisce alla zuccheri sulla superficie delle cellule ospiti. Ma zuccheri hanno chiaramente ruoli nella comunicazione cellula-cellula che devono ancora essere scoperti.

Una tecnica Bertozzi ha sviluppato è quello di alimentare le cellule uno zucchero artificiale che sembra così tanto come la cosa reale che le cellule sono indotti a incorporare lo zucchero nelle loro catene di carboidrati. Una volta che lo zucchero diventa parte della foresta di carboidrati che adornano una cellula vivente, si utilizza quindi una reazione chimica non tossica per collegare piccole etichette organici ad esso. Reazioni chimiche semplici, altamente selettivi e non tossici come questo sono venuto per essere chiamato click chemistry.

Nel loro lavoro in zebrafish, Baskin, Bertozzi ei loro colleghi inzuppati embrioni di zebrafish in zucchero artificiale N-azidoacetylgalactosamine, che le cellule embrionali poi utilizzati come un elemento di carboidrati per sostituire lo zucchero naturale N-acetilgalattosamina. I ricercatori hanno poi modificate una reazione chimica che è normalmente tossico per le cellule per eliminare il catalizzatore di rame tossico e questa reazione impiegate per collegare una piccola molecola fluorescente, un fluoroforo, alla parte "azido" dello zucchero innaturale.

Il click chemistry senza rame lavorato con tre fluorofori diversi, consentendo ai ricercatori di fare due a cinque giorni di età cellule zebrafish bagliore rosso, verde e anche vicino infrarosso, che è invisibile agli occhi, ma può essere rilevata da alcuni microscopi. Sono stati in grado di osservare differenze nel tempo di quando e dove una singola cella di zucchero apparso, il movimento di zucchero attraverso l'interno delle cellule, ed in cui lo zucchero tessuti presentò.

"Speriamo di estendere la tecnica ad altri zuccheri, troppo", ha detto Baskin, notando che dei nove zuccheri utilizzati dai vertebrati per costruire i carboidrati, il laboratorio di Bertozzi ha trovato surrogati artificiali per quattro di loro. "Vogliamo anche provare a ottenere (zucchero artificiale) di lavorare in diversi organismi e diversi modelli di malattia, come i modelli di cancro nei topi. In sostanza, stiamo fornendo questo come strumento per la comunità in generale da usare."

Amacher, che studia patterning tessuto molto presto embrione zebrafish, è ansioso di lavorare con la tecnica di etichettatura, ma è in attesa fino a quando il gruppo di Bertozzi ottiene a lavorare in ore-embrioni, in una fase in cui i muscoli e gli organi iniziano a formarsi.

"Una volta che ottengono la tecnica di etichettatura a lavorare in tempi molto antichi, che sarà una collaborazione ancora più emozionante, e, si spera, una continua uno", ha detto.

Il lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health.

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