Mice con incandescente Hearts far luce su come Hearts Sviluppare

Marzo 14, 2016 Admin Salute 0 0
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Cornell ricercatori hanno modificato geneticamente i topi il cui cuore brillare di una luce verde ogni volta che battere. Lo sviluppo dà ricercatori intuizioni su come il cuore si sviluppano in vita embrioni di topo e potrebbe migliorare la nostra comprensione di battiti cardiaci irregolari, noto come aritmie, così come le porte aperte ad osservare i processi cellulari per capire meglio la fisiologia di base e la malattia.

La tecnica per fare vivere, cellule funzionali fluorescenza, o splendore, quando la concentrazione di ioni calcio all'interno delle cellule salire, è descritta online su http://www.pnas.org/papbyrecent.shtml e deve essere pubblicato in un prossimo numero di Atti della National Academy of Sciences.




"Le proteine ​​agiscono spie molecolari che ci dicono che cosa sta accadendo all'interno delle cellule nel topo vivente", ha detto Michael Kotlikoff, professore e presidente del Dipartimento di Scienze Biomediche presso la Facolta 'di Medicina Veterinaria Cornell.

Cornell ricercatori sono l'allevamento di nuove linee di topi con proteine ​​simili che colpiscono i neuroni nel cervello, nei nervi parasimpatico, nei vasi sanguigni o in fibre di Purkinje, che spingono ventricoli del cuore di pompare. I ricercatori hanno anche trapiantato le cellule del topo con il cuore incandescente in topi normali per vedere se le cellule trapiantate funzionano normalmente nel cuore di accoglienza, che potrebbe offrire spunti per la riparazione cardiaca.

Nello studio, il mouse è stato progettato per esprimere una molecola fluorescente appositamente progettato che quando il calcio, che aumenta drammaticamente con ogni contrazione muscolare, viene rilasciato in cellule cardiache. Co-autore Junichi Nakai del RIKEN Brain Science Institute di Wako-shi, Giappone, ha sviluppato la molecola fluorescente modificando una proteina fluorescente verde (derivato da meduse bioluminescenti) e facendo brillare abbastanza brillantemente da osservare nel cuore di lavoro.

Calcium trasforma la molecola sensore e spegnendo come un interruttore molecolare. Greater fluorescenza indica i livelli di calcio più alti, e il sensore mostra il pattern, il tasso e la forza delle contrazioni cardiache.

Poiché il cuore del mouse batte circa 6 a 10 volte al secondo, imaging richiede una speciale telecamera ad alta velocità che viene raffreddata a meno 90 gradi Celsius (meno 128 gradi Fahrenheit), riducendo il "rumore" per un'immagine nitida. Co-autore Guy Salama, dell'Università di Pittsburgh ha contribuito il lavoro di imaging ottico.

Utilizzando questa tecnica, i ricercatori sono stati in grado di monitorare il cuore lo sviluppo dell'embrione per raccogliere idee su come le forme di cuore. Nei mammiferi, il cuore è il primo organo di funzionare e inizia a battere prima che il suo pieno sviluppo.

"Sapevamo che il cuore inizia a pompare a circa 9,5 giorni", ha detto Kotlikoff. Di giorno 10.5, ci sono solo due camere (anziché quattro camere in un mammifero adulto): un atrio sulla parte superiore e un ventricolo sul fondo. Un ritardo in battiti tra i due dà il tempo dell'atrio a contrarsi e spingere il sangue attraverso il cuore, ma il meccanismo che controlla tale segnale, il nodo atrioventricolare (nodo AV), non si sviluppa fino al giorno 13. Nessuno sapeva come il cuore ha coordinato il pompaggio senza questa componente chiave.

"Sapevamo che ci doveva essere un ritardo in questo, ma non avevamo idea di come si è verificato", ha detto Kotlikoff.

Utilizzando la nuova tecnica, che segue l'ascesa del calcio quali contratti muscolo cardiaco, i ricercatori hanno scoperto uno strato di cellule specializzate sulla superficie del cuore sviluppo che ritarda il battimento tra tomaia per abbassare parti del cuore. Dopo 13,5 giorni di sviluppo, le due porzioni del cuore separano in quattro, e vi è un nodo AV funzionale. A quel punto, la tecnica ha rivelato, le cellule specializzate sono morti in modo che le funzioni non sono duplicate.

"Queste cellule hanno a morire, perché se non lo facessero il cuore non funzionare correttamente", ha detto Kotlikoff.

Lo studio è stato finanziato dal National Institutes of Health e il Ministero dell'Istruzione giapponese, Cultura, Sport Scienza e della Tecnologia.

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