2.8 C
Brussel
Saterdag, Januarie 28, 2023

Surrealistiese video van gestresde selle help bioloë om 'n dekades oue raaisel op te los

VRYWARING: Inligting en menings wat in die artikels weergegee word, is dié van diegene wat dit vermeld en dit is hul eie verantwoordelikheid. Publikasie in The European Times beteken nie outomaties onderskrywing van die siening nie, maar die reg om dit uit te druk.

codeimg - Surrealistiese video van gestresde selle help bioloë om 'n dekades oue raaisel op te los

Wetenskaplikes van die Universiteit van Pittsburgh en Carnegie Mellon Universiteit het 'n dekade-oue raaisel opgelos oor hoe selle hul volume beheer.


Oorvol kamers: Hoe Carnegie Mellon Universiteit en die Universiteit van Pittsburgh navorsers 'n selraaisel opgelos het.

'n Surrealistiese video van gestresde selle onder 'n mikroskoop het 'n groep nierfisioloë en bioloë van die Universiteit van Pittsburgh en Carnegie Mellon Universiteit om 'n raaisel te ondersoek: hoe beheer selle hul volume?

Hul navorsing, wat onlangs in die joernaal gepubliseer is Cell, wys hoe die navorsers die kolletjies verbind het op 'n raaisel wat aanvanklik drie dekades gelede aangebied is met 'n bietjie geluk. 


"Ons het lewendige fluoressensiebeeldingseksperimente gedoen wat nie met hierdie studie verband hou nie, en toe ons 'n soutoplossing by die selle gevoeg het, het die interne sitoplasmiese materiaal vinnig in 'n fluoresserende lawalamp verander," het Daniel Shiwarski, Ph.D., 'n postdoktorale navorsingsgenoot aan die Carnegie Mellon Universiteit, wat beskryf hoe hy en sy vrou, mede-hoofskrywer Cary Boyd-Shiwarski, MD, Ph.D., 'n toevallige bietjie eksperimentering in 'n onverwagte bevinding verander het.

[Ingebed inhoud]
In hierdie video is WNK-kinases ('n tipe ensiem) fluoresserend en diffuus deur die sel. Wanneer hulle aan 'n soutoplossing blootgestel word, smelt hulle saam tot groter druppels, wat lyk soos die heldergroen goo in 'n lawalamp. Hierdie proses, wat "faseskeiding" genoem word, is hoe die sel weet dat dit beide water en ione moet terugbring en binne sekondes na sy oorspronklike toestand terugkeer. Krediet: Boyd-Shiwarski, et al., Cell (2022)

"Ek het na haar gekyk en sy het my gevra wat aangaan, soos ek veronderstel was om te weet," het hy gesê. "En ek het gesê: 'Ek het geen idee nie, maar ek dink dit is waarskynlik iets belangriks!'"


Wanneer selle skielik aan 'n eksterne stressor blootgestel word, soos verhoogde sout- of suikervlakke, kan hul volume afneem. Vroeg in die 1990's het wetenskaplikes geglo dat selle hul volume herwin deur op een of ander manier tred te hou met hul proteïenkonsentrasie, of hoe "vol" die sel was. Hulle was egter nie bewus van hoe die sel ophoping ervaar het nie.

svg%3E - Surrealistiese video van gestresde selle help bioloë om 'n dekades oue raaisel op te los

Van links na regs: Dr. Daniel Shiwarski, Dr. Arohan Subramanya, en Dr. Cary Boyd-Shiwarski. Krediet: Jake Carlson/UPMC

Toe, in die vroeë 2000's, is With-No-Lysine Kinases, of "WNKs," geïdentifiseer as 'n nuwe tipe ensiem. Vir jare het wetenskaplikes teoretiseer dat WNK-kinases selkrimping omgekeer het, maar hoe hulle dit gedoen het, was onverklaarbaar.

Die nuwe studie los albei raaisels op deur te onthul hoe WNK-kinases die "skakelaar" aktiveer wat selvolume na ewewig herstel deur 'n proses bekend as faseskeiding.


"Die binnekant van 'n sel bevat sitosol, en oor die algemeen dink mense dat hierdie sitosol diffuus is, met allerhande molekules wat in 'n perfek gemengde oplossing ronddryf," het senior skrywer Arohan R. Subramanya, besturende direkteur, medeprofessor in die nier-elektroliet gesê. Afdeling by Pitt's School of Medicine en personeeldokter by die VA Pittsburgh Healthcare System. “Maar daar was hierdie paradigmaskuif in ons denke oor hoe sitosol werk. Dit is regtig soos 'n emulsie met 'n klomp klein, piepklein proteïen trosse en druppels, en dan wanneer 'n stres soos oorbevolking plaasvind, kom dit saam in groot druppels wat jy dikwels met 'n mikroskoop kan sien."

Daardie vloeistofagtige druppels was die "lawalamp" wat Shiwarski en Boyd-Shiwarski daardie noodlottige dag gesien het toe hulle geëksperimenteer het om 'n soutoplossing by die selle te voeg. Hulle het die WNK's fluoresserend gemerk, wat deur die sitosol versprei is, wat veroorsaak het dat die hele sel gloei. Toe sout bygevoeg is, het die WNK's bymekaargekom en groot neongroen bolletjies gevorm wat soos die goo in 'n lawalamp om die sel gespoel het.

Die span het wat hulle gesien het, gekenmerk as faseskeiding, dit is wanneer WNK's kondenseer in druppels saam met die molekules wat die sel se soutvervoerders aktiveer. Hierdie stap laat die sel toe om beide ione en water in te voer, wat die sel se volume binne sekondes na sy oorspronklike toestand terugbring.

Faseskeiding is 'n opkomende area van belangstelling, maar of hierdie proses 'n belangrike deel van selfunksie was of nie, was omstrede.

"Daar is baie mense daar buite wat nie glo dat faseskeiding fisiologies relevant is nie," het Boyd-Shiwarski, assistent-professor in die Renale-Elektrolietafdeling by Pitt se Skool vir Geneeskunde, verduidelik. "Hulle dink dit is iets wat in 'n proefbuis gebeur wanneer jy proteïene ooruitdruk of as 'n patologiese proses plaasvind, maar dit gebeur nie regtig in normale gesonde selle nie."

Maar oor die afgelope ses jaar het die span verskeie studies uitgevoer met behulp van stressors soortgelyk aan die skommelinge wat binne die menslike liggaam voorkom om te wys dat faseskeiding van die WNK's 'n funksionele reaksie op druk is.

Selvolume herstel het ook implikasies vir menslike gesondheid, het Subramanya verduidelik: "Een van die redes waarom ons so opgewonde is, is dat die volgende stap vir ons is om dit terug te neem in die nier."

Ander WNK's aktiveer soutvervoer binne nierbuisieselle wanneer kaliumvlakke laag is deur gespesialiseerde kondensate te vorm deur faseskeiding, wat WNK-liggame genoem word. Moderne Westerse diëte is dikwels laag in kalium, so terwyl hulle probeer om selvolume te reguleer, kan WNK-liggame bydra tot sout-sensitiewe hipertensie.


Alhoewel die nuwe ontdekking nie onmiddellike kliniese toepassings sal hê nie, is die span opgewonde om te neem wat hulle geleer het en die verbande tussen WNK's, faseskeiding en menslike gesondheid te verken. Uiteindelik kan hul werk lei tot 'n beter begrip van hoe om beroertes, hoë bloeddruk en kaliumbalansafwykings te voorkom.

Verwysing: "WNK-kinases voel molekulêre sametrekking en reddingselvolume via faseskeiding" deur Cary R. Boyd-Shiwarski, Daniel J. Shiwarski, Shawn E. Griffiths, Rebecca T. Beacham, Logan Norrell, Daryl E. Morrison, Jun Wang, Jacob Mann, William Tennant, Eric N. Anderson, Jonathan Franks, Michael Calderon, Kelly A. Connolly, Muhammad Umar Cheema, Claire J. Weaver, Lubika J. Nkashama, Claire C. Weckerly, Katherine E. Querry, Udai Bhan Pandey, Christopher J. Donnelly, Dandan Sun, Aylin R. Rodan en Arohan R. Subramanya, 31 Oktober 2022, Cell.
DOI: 10.1016/j.cell.2022.09.042

Die studie is befonds deur die National Institutes of Health en die Amerikaanse departement van veterane-aangeleenthede. 



- Advertensie -

Meer van die skrywer

- Advertensie -
- Advertensie -
- Advertensie -
- Advertensie - kol_img

Moet lees

Jongste artikels