Proteine ​​fabbrica cellule umane 'è un manuale operativo alternativo: processo può aiutare il corpo sfogo in effetti collaterali che combattono le malattie

Maggio 14, 2016 Admin Salute 0 11
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Questo fenomeno, noto come programmato frameshifting ribosomiale, è stato scoperto nel virus nel 1985. Ma lo studio UMD, pubblicato online il 9 Luglio 2014 sulla rivista Nature, è il primo a dimostrare che un gene umano utilizza programmato frameshifting ribosomiale di cambiare come si assembla proteine, ha detto l'autore senior Jonathan Dinman, UMD professore di biologia cellulare e genetica molecolare.

Nel gene relative al sistema immunitario che Dinman ei suoi colleghi hanno studiato, programmato frameshifting ribosomiale innesca un processo che il corpo può utilizzare per eliminare alcune molecole del sistema immunitario, reining così in effetti collaterali potenzialmente dannosi come febbre, infiammazione e insufficienza d'organo. La scoperta potrebbe portare a trattamenti più efficaci per AIDS, allergie e rigetto degli organi trapiantati, Dinman detto.




"Questo ha implicazioni utili in situazioni in cui si desidera arrestare la risposta immunitaria in una parte del corpo, ma non in un altro, o chiudere un aspetto della risposta immunitaria", ha detto Dinman. "Si potrebbe portare a terapie specifiche, senza effetti collaterali."

Il ribosoma, la fabbrica di proteine ​​in ogni cellula vivente, raccoglie aminoacidi e li assembla in catene proteiche per rendere quasi nulla la cellula ha bisogno. Un filo di acido ribonucleico, o RNA messaggero, è il modello. Ciascun amminoacido è rappresentato da un gruppo di tre molecole chiamate nucleotidi; ciascuna terna è chiamato un codone. Molecole specializzate chiamate trasferimento RNA "leggere" ogni codone e fornire gli acidi corrispondenti amminoacidi al ribosoma per il montaggio. Alcuni codoni agiscono come segnali di stop, istruendo il ribosoma per rilasciare la catena proteica finito.

Immaginate l'RNA messaggero è un testo fatto di parole tre lettere (codoni), spazi e punteggiatura (fermata codoni), in questo modo:

Può un gatto grasso volare?

Per assemblare proteine ​​nel giusto ordine, il ribosoma deve leggere tutte le tre parti di ciascun codone, gli spazi ei codoni di stop. Ma a volte l'RNA messaggero contiene segnali che riprogrammare il ribosoma per saltare in avanti o indietro di uno o due posti - che è, di spostare la cornice che si sta leggendo. Ciò altera il testo. L'RNA transfer legge ora sia nuovi comandi per recuperare completamente diverse proteine, o senza senso, senza senso RNA, come questo:

Ana NYF atc atf ly?

Segnali di lettura sono comuni in alcuni virus, che li usano per stipare più set di comandi su un singolo filamento di RNA. Dinman ha a lungo sospettato che le cellule umane hanno anche segnali frameshift, e che sono utili.

"Questi sono realmente le strutture di RNA complesse. Ci vuole un sacco di memoria del computer per la ricerca di loro in cellule umane", ha detto Dinman, che ha studiato frameshifting ribosomiale dal 1990. "Non è stato fino al decennio scorso che i computer sono stati veloci e abbastanza potente per trovare questi segnali."

Dinman e autore principale Ashton Trey Belew, ricercatore associato UMD, guardavano CCR5, un gene sulla superficie dei globuli bianchi umani. CCR5 è importante per il sistema immunitario, ma alcune forme di HIV utilizzarlo per entrare nelle cellule sane.

I ricercatori hanno scoperto un modello molecolare che agisce come un segnale frameshift in CCR5. Nei test su cellule umane in diretta e estratti di cellule di coniglio, hanno trovato il segnale indotto il ribosoma a frameshift 10 al 15 per cento del tempo. Utilizzando la spettroscopia di massa, hanno confermato frameshifting stava accadendo all'interno CCR5 la sequenza prevede che il segnale frameshift. Poi hanno cercato database pubblicato di un altro laboratorio di ribosomi umani e ha trovato conferma la prova di frameshifts in quel punto, circa alla stessa velocità.

Hanno inoltre scoperto che un piccolo pezzo specializzato di RNA, chiamati microRNA-1224, si attacca a RNA messaggero di CCR5 nel sito frameshift. Il microRNA rinforza l'RNA messaggero, il che rende meno flessibile e causando il ribosoma per fermare lì e scivolare da uno o due spazi più spesso.

"La più grande domanda in questo settore è stato, quello che regola frameshifting? E questo è essenzialmente ciò che microRNA-1224 sta facendo", ha detto Dinman. "Allora la domanda diventa, quali sono le conseguenze?"

Nel caso di CCR5, il frameshift cambia i codoni nonsenso dietro in RNA. Poiché il ribosoma non può leggere loro, altri componenti della fase cella e distruggere l'RNA messaggero e sue proteine ​​associate.

Questo potrebbe sembrare una cosa negativa. Ma sintomi quali febbre sono causati da una risposta immunitaria del nostro corpo, non la malattia sottostante. E la risposta immunitaria viene occasionalmente fuori controllo, causando gravi effetti collaterali, talvolta fatali.

Dinman ritiene che uccidendo l'RNA messaggero e la sua vasta gamma di proteine ​​del sistema immunitario, frameshifting atti come un interruttore dimmer, riducendo la risposta immunitaria di un livello di sicurezza.

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