5.2 C
Brüsszel
Kedd, február 7, 2023

Szürreális videó a stresszes sejtekről, amely segít a biológusoknak megoldani egy évtizedes rejtélyt

NYILATKOZAT: A cikkekben közölt információk és vélemények az azokat közölők sajátjai, és ez a saját felelősségük. A The European Timesban való megjelenés nem jelenti automatikusan a nézet jóváhagyását, hanem a kifejezés jogát.

codeimg – Szürreális videó a stresszes sejtekről, segít a biológusoknak megoldani egy évtizedes rejtélyt

A Pittsburgh Egyetem és a Carnegie Mellon Egyetem tudósai egy évtizedes rejtélyt oldottak meg azzal kapcsolatban, hogy a sejtek hogyan szabályozzák térfogatukat.


Zsúfolt szobák: Hogyan oldottak meg egy sejtrejtélyt a Carnegie Mellon Egyetem és a Pittsburghi Egyetem kutatói.

Egy szürreális videó stresszes sejtekről mikroszkóp alatt ihlette meg a vesefiziológusok és biológusok egy csoportját. University of Pittsburgh és a Carnegie Mellon University egy rejtélyt vizsgálni: hogyan szabályozzák a sejtek a térfogatukat?

Kutatásuk, amely a közelmúltban jelent meg a folyóiratban Sejt, bemutatja, hogyan kapcsolták össze a kutatók a pontokat egy olyan rejtvényen, amelyet három évtizeddel ezelőtt egy kis szerencsével bemutattak. 


"Élő fluoreszcens képalkotási kísérleteket végeztünk, amelyek nem kapcsolódnak ehhez a tanulmányhoz, és amikor sóoldatot adtunk a sejtekhez, a belső citoplazmatikus anyag gyorsan fluoreszkáló lávalámpává változott" - mondta Daniel Shiwarski, Ph.D., posztdoktori. kutató munkatársa a Carnegie Mellon Egyetemen, és feleségével, a társszerzővel, Cary Boyd-Shiwarskival, MD, Ph.D., hogyan változtatta meg a véletlenszerű kísérletezést váratlan leletté.

[Beágyazott tartalmat]
Ebben a videóban a WNK-kinázok (az enzimek egy fajtája) fluoreszkálnak és szétszóródnak a sejtben. Sóoldattal érintkezve nagyobb cseppekké egyesülnek, és úgy néznek ki, mint a lávalámpában lévő élénkzöld pacsik. Ez a folyamat, az úgynevezett „fázisszétválasztás”, így tudja a sejt, hogy mind a vizet, mind az ionokat vissza kell vinnie, és másodperceken belül vissza kell térnie eredeti állapotába. Köszönetnyilvánítás: Boyd-Shiwarski et al., Cell (2022)

„Rá néztem, és megkérdezte, mi folyik itt, mintha tudnom kellett volna” – mondta. "És azt mondtam: Fogalmam sincs, de azt hiszem, ez valószínűleg valami fontos!"


Ha a sejteket hirtelen külső stresszhatásnak teszik ki, például megemelkedett só- vagy cukorszint, térfogatuk csökkenhet. Az 1990-es évek elején a tudósok úgy gondolták, hogy a sejtek úgy nyerik vissza térfogatukat, hogy valamilyen módon nyomon követik fehérjekoncentrációjukat, vagy azt, hogy mennyire „zsúfolt” a sejt. Azt azonban nem tudták, hogyan érzékeli a sejt a zsúfoltságot.

svg%3E – A stresszes sejtekről készült szürreális videó segít a biológusoknak megoldani egy évtizedes rejtélyt

Balról jobbra: Dr. Daniel Shiwarski, Dr. Arohan Subramanya és Dr. Cary Boyd-Shiwarski. Köszönetnyilvánítás: Jake Carlson/UPMC

Aztán a 2000-es évek elején a With-No-Lizin kinázokat vagy „WNK-kat” új típusú enzimként azonosították. A tudósok éveken át azt feltételezték, hogy a WNK kinázok megfordítják a sejtzsugorodást, de ennek mikéntje megmagyarázhatatlan volt.

Az új tanulmány mindkét rejtvényt megoldja azáltal, hogy feltárja, hogyan aktiválják a WNK-kinázok azt a „kapcsolót”, amely a sejttérfogatot egyensúlyba hozza a fázisszétválasztásnak nevezett folyamat révén.


"A sejt belseje citoszolt tartalmaz, és az emberek általában azt hiszik, hogy ez a citoszol diffúz, és mindenféle molekula tökéletesen kevert oldatban lebeg" - mondta Arohan R. Subramanya vezető szerző, MD, a Renal-Electrolyte docense. A Pitt's School of Medicine osztálya és a VA Pittsburgh Healthcare System személyzeti orvosa. „De paradigmaváltás történt a citoszol működésével kapcsolatos gondolkodásunkban. Valójában olyan, mint egy emulzió, amelyben egy csomó apró, apró fehérjefürt és -csepp található, majd amikor egy stressz, például túlzsúfoltság történik, nagy cseppekké állnak össze, amelyeket mikroszkóppal gyakran láthatunk.”

Ezek a folyadékszerű cseppek voltak a „lávalámpa”, amelyet Shiwarski és Boyd-Shiwarski látott azon a végzetes napon, amikor sóoldattal kísérleteztek a sejtekhez. Fluoreszcensen megjelölték a WNK-kat, amelyek szétszóródtak a citoszolban, amitől az egész sejt ragyogott. Amikor sót adtunk hozzá, a WNK-k összegyűltek, és nagy neonzöld gömböcskéket alkottak, amelyek úgy szivárogtak a sejt körül, mint a lávalámpában lévő ragacs.

A csapat fázisszétválásként jellemezte a látottakat, amikor a WNK-k cseppekké kondenzálódnak a sejt sótranszportereit aktiváló molekulákkal együtt. Ez a lépés lehetővé teszi a cella számára, hogy ionokat és vizet is importáljon, így a cella térfogata másodperceken belül visszaáll az eredeti állapotába.

A fázisszétválasztás egy új érdeklődési terület, de az, hogy ez a folyamat fontos része volt-e a sejtműködésnek, vitatott volt.

"Sokan vannak, akik nem hiszik el, hogy a fázisszétválasztás fiziológiailag releváns" - magyarázta Boyd-Shiwarski, a Pitt's School of Medicine vese-elektrolit részlegének adjunktusa. "Azt hiszik, hogy ez valami olyan dolog történik a kémcsőben, amikor túlzottan expresszálják a fehérjéket, vagy kóros folyamatként fordul elő, de normális egészséges sejtekben nem igazán."

Az elmúlt hat évben azonban a csapat több tanulmányt is végzett az emberi testben előforduló ingadozásokhoz hasonló stresszorok felhasználásával, hogy bemutassa, a WNK-k fázisszétválasztása funkcionális válasz a zsúfoltságra.

A sejttérfogat helyreállítása az emberi egészségre is kihat – magyarázta Subramanya: „Az egyik oka annak, hogy miért vagyunk olyan izgatottak, hogy a következő lépés az, hogy ezt visszavisszük a vesébe.”

Más WNK-k aktiválják a sótranszportot a vesetubulusok sejtjein belül, amikor a káliumszint alacsony, azáltal, hogy speciális kondenzátumokat képeznek a fázisszétválasztáson keresztül, amelyeket WNK-testeknek neveznek. A modern nyugati étrendek gyakran alacsony káliumtartalmúak, így miközben megpróbálják szabályozni a sejttérfogatot, a WNK-testek hozzájárulhatnak a sóérzékeny magas vérnyomás kialakulásához.


Bár az új felfedezésnek nem lesz azonnali klinikai alkalmazása, a csapat izgatottan várja a tanultakat, és feltárja a WNK-k, a fázisszétválasztás és az emberi egészség közötti összefüggéseket. Munkájuk végül a szélütés, a magas vérnyomás és a kálium-egyensúlyi zavarok megelőzésének jobb megértéséhez vezethet.

Hivatkozás: Cary R. Boyd-Shiwarski, Daniel J. Shiwarski, Shawn E. Griffiths, Rebecca T. Beacham, Logan Norrell, Daryl E. Morrison, Jun Wang „A WNK kinázok érzékelik a molekuláris zsúfoltságot és megmentik a sejttérfogatot fázisszétválasztáson keresztül” 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 és Arohan R. Subramanya, 31. október 2022., Sejt.
DOI: 10.1016/j.cell.2022.09.042

A tanulmányt a National Institutes of Health és az Egyesült Államok Veteránügyi Minisztériuma finanszírozta. 



- Reklám -

Még több a szerzőtől

- Reklám -
- Reklám -
- Reklám -
- Reklám - spot_img

Muszáj elolvasni

Legfrissebb cikkek