Interruttore genetico alla base della divisione cellulare rumorosa: il segnale 'bimodale' determina get-up di una cella e andare

Maggio 18, 2016 Admin Salute 0 3
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Ci sono due teorie apparentemente contraddittori, che ora può essere conciliato da una terza teoria proposto dal bioingegnere Duke University Lingchong Voi. Questi risultati potrebbero fornire approfondimenti l'inizio della malattia, come il cancro, che è caratterizzata da proliferazione cellulare incontrollata.

Durante la proliferazione, il DNA nel nucleo di una cellula effettua una copia di se stesso, e la cella divide in due, ciascuna metà portando con sé una copia esatta del patrimonio genetico della cellula. Le teorie sul processo non sono chiare su quando comincia perché spesso gli stessi tipi di cellule cominceranno dividendo in tempi diversi in circostanze identiche.




Uno dei due modelli prevalenti per spiegare divisione cellulare dice che l'inizio della divisione per ogni cella specifica è solo un evento casuale. Il secondo modello assume che vi sono differenze intrinseche tra cellule che consentono alcuni a entrare nel processo prima di altri.

"Mentre entrambi i modelli offrono una buona misura con i dati sperimentali che abbiamo, la loro mancanza di dettagli meccanicistici limitare il loro potere predittivo e ha favorito il dibattito tra i biologi cellulari," Hai detto.

È di squadra ha scoperto che un circuito specifico gene noto come Rb-E2F ha la capacità unica di raccontare alcune cellule di iniziare dividendo, mentre allo stesso tempo raccontando altre cellule a deporre basso. Rb-E2F è un circuito gene noto per la sua "bistabilità", che è stato dimostrato anche dal team di due anni fa. Il circuito gene è in tutte le cellule e può dire cellule identiche a vivere in due stati contemporaneamente, sia on che off.

"Abbiamo scoperto che un circuito specifico gene agisce come un 'interruttore' per raccontare una cella in una popolazione identica per attivare o disattivare - qualche rispondere immediatamente, alcuni non lo fanno," Hai detto. "Guardando elementi chiave in questo circuito gene che stanno determinando quando una cellula entra nel processo di divisione può conciliare le due scuole di pensiero e potrebbe aiutarci a capire meglio questo aspetto fondamentale della biologia cellulare."

Bistabilità non riguardano solo la biologia. In ingegneria elettrica, per esempio, bistabilità descrive il funzionamento di un interruttore, un interruttore a cerniera che può assumere uno di due posizioni - o disattivare.

I risultati degli esperimenti vi sono stati pubblicati on-line PLoS Biology, pubblicato dalla Public Library of Science.

Squadra che è iniziata prendendo una popolazione identica di cellule di topo in coltura, e poi morire di fame di nutrienti, mettere tutti nello stesso stato. Le cellule sono essenzialmente in letargo in attesa di un segnale di svegliarsi e iniziare a dividere, hai detto. Nutrire le cellule "si sveglia" in su.

"Il processo è molto simile a ciò che accade dopo un pasto abbondante Ringraziamento," Lei ha spiegato. "Tutti i membri della famiglia si siedono a tavola e celebrano mangiando un sacco di cibo. Tuttavia, dopo il pasto alcuni dei membri della famiglia andrà fuori e fare qualcosa di attivo, come giocare a calcio, mentre altri resteranno al tavolo o guardare la partita in televisione. "

L'interruttore bistabile determina quale gruppo ogni cella appartiene.

"Crediamo che la nostra analisi fornisce un quadro semplice conciliare le due scuole di pensiero di entrata ciclo cellulare, che è stata una fonte di dibattito nel corso degli ultimi due decenni," Hai detto.

Lei ha detto che la conoscenza del ruolo preciso interruttore Rb-E2F potrebbe essere utile per gli scienziati che studiano il cancro contribuendo a creare una "biblioteca" di percorsi che provocano il cancro.

"Utilizzando le tecniche che abbiamo sviluppato, gli scienziati possono guardare un tipo di cancro sconosciuto e, cercando in suo profilo Rb-E2F, e dedurre quello che potrebbe essere andato storto nelle cellule tumorali," Hai detto.

La ricerca è stata sostenuta dal National Institutes of Health, un David e Lucille Packard Fellowship, e l'integrazione del programma Duca verticale. Duke Tae Lee, Guang Yao e Joseph Nevins, e Dorothy Bennett, Università di Londra, sono stati anche i membri del team di ricerca.

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