Los ingenieros del MIT han desarrollado una nueva, muy eficiente manera de emparejar encima de las células así que pueden ser fundidos juntos en una célula híbrida.

La nueva técnica debe hacerla mucho más fácil para que los científicos estudien qué sucede cuando se combinan dos células.  Por ejemplo, la fusión de una célula adulta y de una célula de vástago embrionaria permite que los investigadores estudien el genético reprogramando eso ocurre en tales híbridos.

Los investigadores, llevados por una colaboración entre Joel Voldman, profesor adjunto de la ingeniería eléctrica y de informática, y Rudolf Jaenisch, profesor de la biología y miembro del instituto de Whitehead, señalan la nueva técnica en la edición en línea del 4 de enero de los métodos de la naturaleza.

El trabajo fue encabezado por dos asociados postdoctorales, Alison Skelley, que trabajaron en el laboratorio de Voldman, y Oktay Kirak, que trabaja con Jaenisch.  Skelley y Kirak son autores importantes del papel de los métodos de la naturaleza.  Heikyung Suh, asociado técnico en el instituto de Whitehead, es también autor del papel.

El método simple pero ingenioso del equipo de clasificación aumenta el índice de fusión de célula acertada del alrededor 10 por ciento al cerca de 50 por ciento, y permite millares de pairings de la célula inmediatamente.

Aunque las técnicas de la fusión de célula han estado alrededor durante mucho tiempo, hay muchas limitaciones técnicas, dijo Voldman.

Conseguir las células correctas para emparejar para arriba antes de fundirlas es un obstáculo importante.  Si los científicos están trabajando con una mezcla de dos tipos de la célula, por ejemplo A y B, terminan para arriba con muchos pairings del AA y del BB, así como el emparejamiento deseado del AB.

Los investigadores habían atrapado previamente las células en tazas minúsculas como fluyen a través de una viruta.  Cada taza puede llevar a cabo solamente dos células, pero no hay manera de controlar si las tazas capturan una A y un B, dos como o dos BS.

En cambio, las tazas de la célula-interceptación en el nuevo dispositivo de clasificación de Voldman y de Jaenisch se arreglan estratégico para capturar y para emparejar encima de las células de diversos tipos.

Primero, pulse las células de A se fluyen a través de la viruta en una dirección y se cogen en los desvíos que son bastante grandes llevar a cabo solamente una célula.  Una vez que se atrapan las células, el líquido se fluye a través de la viruta en la dirección opuesta, empujando las células de las pequeñas tazas y en tazas más grandes a través las pequeñas.

Una vez que una célula de A está en cada taza grande, el tipo células de B se fluye en las tazas grandes.  Cada taza puede llevar a cabo solamente dos células, así que cada uno termina para arriba con una A y un B. Después de que las células se emparejen en los desvíos, pueden ser ensambladas juntas por un pulso eléctrico que funda las membranas celulares.

Además de la ayuda con los estudios de la célula de vástago que reprogramaban, esta técnica se podía utilizar para estudiar interacciones entre cualesquiera tipos de células.  “Es un tipo muy general de dispositivo,” dijo Voldman.

La matriz extracelular destrozada (ECM) es tóxica a las neuronas. Chen y otros revela un nuevo mecanismo para cómo la demolición del ECM estropea cerebro. El estudio aparecerá en la aplicación del 29 de diciembre de 2008 el diario de la biología de célula (www.jcb.org).

Una lesión en la cabeza del movimiento o mata una gran cantidad de neuronas con un excitotoxicity llamado de proceso. Una oleada del glutamato del neurotransmisor sacude los receptores tales como el receptor del kainate y estimula muerte celular. Las enzimas agregan al peaje de muerte tajando para arriba el ECM cerca del sitio de lesión. Cómo la avería del ECM saca las neuronas era misterioso. La opinión estándar era que las neuronas fallecieron porque consiguieron separadas del ECM mientras que disolvió.

Chen y otros encontró de otra manera cuando dirigieron ratones para faltar el laminin componente del ECM en el hipocampo, una región del cerebro dañada a menudo por el movimiento o lesión. Si las células languidecieran después de dividir del ECM, los investigadores razonaron que los ratones que faltan el laminin sufrirían más daño de excitotoxicity. Pero cuando el excitotoxicity fue estimulado con una inyección de la molécula del kainate-a que, como el glutamato, activa los ratones laminin-que faltan del receptor- del kainate mostró menos daño de cerebro. Después de una dosis del laminin cortado en cuadritos, sin embargo, los ratones del mutante eran vulnerables al kainate, indicando que los fragmentos son el culpable en muerte celular.

Los investigadores descubrieron que el ECM tajado-para arriba mata las células ramping para arriba la producción de una subunidad del receptor del kainate, conocida como KA1. Especulan que ir de excursión la cantidad de las subunidades KA1 pudo hacer el receptor más sensible y así más probable accionar una sobrerreacción por la célula.

Aunque las drogas que obstruyen la muerte lenta de la neurona del receptor del glutamato, ellas puedan llevar a la debilitación e incluso a la coma cognoscitivas serias. El estudio sugiere que las drogas que bloquean KA1 pudieran proporcionar a una manera alternativa de salvar a las neuronas después de movimiento o del trauma principal.

Las blancos moleculares identificadas por un equipo de investigación español pueden llevar a cabo el clave a la libertad para algunas víctimas de la enfermedad de riñón. Un nuevo estudio publicado en los modelos y los mecanismos (DMM) de la enfermedad, revela las señales celulares que causan un tratamiento para que el incidente de riñón pierda su utilidad en un cierto plazo.

Uno de los aspectos más devastadores del incidente de riñón es el régimen de tratamiento terminante, desperdiciador de tiempo. Normalmente, los riñones sanos adquieren el papel de filtrar y de limpiar la sangre. Por lo tanto los pacientes con los riñones enfermos necesitan tradicionalmente atender a una clínica de la diálisis para hacer su sangre limpiar a través de un filtro especial. Este tratamiento requiere tres visitas de la clínica del asiduo por semana, con cada sesión durando tres a cinco horas.

Una alternativa a este tratamiento implica la creación de un “riñón artificial” en un proceso conocido como diálisis peritoneal (paladio). El líquido se inserta en la cavidad abdominal, y la guarnición recipiente-rica de la cavidad de la sangre, el peritoneo, actúa como filtro para la sangre. Los intercambios del líquido de diálisis pueden ocurrir en el país, así liberando a pacientes de un horario rígido de las visitas de la clínica.

Sin embargo, la capacidad de la filtración del peritoneo puede perder eficacia en un cierto plazo, requiriendo a pacientes continuar el paladio. Para entender este cambio en el peritoneo, los científicos Rafael Strippoli, Miguel del Pozo y los colegas examinaron el líquido de diálisis de pacientes del paladio, e identificaron las señales moleculares que causan cambios anormales en el peritoneo. También encontraron eso farmacológico el interrumpir de estas causas de las señales estas células anormales para invertir de nuevo a su estado original, pues existieron normalmente en la guarnición de la cavidad abdominal.

Estos resultados utilizan la investigación adicional sobre mantener la eficacia del paladio, e indican que quizás incluso los pacientes anteriores del paladio podrían de nuevo tener una opción para utilizar el paladio algo que hemodialisis tradicional. Además, los cambios celulares estudiados en el peritoneo son similares a las transformaciones de la célula en la formación y la inflamación del tumor. Sus resultados pueden ayudar en la mayor comprensión del cambio de la célula en estas situaciones, también.

La medición de una corriente eléctrica en un organismo es bastante directa. Todo lo que usted necesita es un electrodo. La medición del flujo de productos químicos en células o de tejido vivo, sin embargo, es mucho más difícil porque las moléculas difunden, se mezclan el uno con el otro, y obran recíprocamente con sus alrededores.

Para ayudar tan a entender procesos biológicos, los investigadores de la universidad han inventado un nuevo dispositivo, el “chemistrode,” que permite estimular, registrar, y analizar señales moleculares en el colmo resolución-en términos de exacto cuando, donde, y en qué secuencia ocurrieron las señales.

El chemistrode ayudará a investigadores a estudiar cualquier superficie que responda al estímulo químico, incluyendo las células, tejido, biofilms y superficies catalíticas. Puede también ayudar a neurólogos, a cardiólogos, y a endocrinólogos a estudiar y a diagnosticar enfermedades, según las que desarrollaron el dispositivo en el laboratorio de Ismagilov en el departamento de química en la Universidad de Chicago. Los investigadores en el laboratorio lo han utilizado ya para medir cómo un solo islote murine responde a la glucosa.

Los reveladores han comenzado a solicitar una patente en el nuevo dispositivo, y su investigación que lo describe será publicada el 27 de octubre de 2008 en línea, por los procedimientos de la Academia de Ciencias nacional. (El papel aparecerá en la versión de la impresión del diario prestigioso el 4 de noviembre de 2008.)

“Un análogo del electrodo, el chemistrode es una gotita-base que el dispositivo microfluidic que proporcionará a oportunidades emocionantes de estudiar dinámica de la estímulo-respuesta en química y biología,” dijo Rustem Ismagilov, profesor adjunto en la química, que concibió el dispositivo, acuñó su nombre, y las pistas encima del equipo que lo desarrolló.

Las técnicas anteriores para estimular y medir reacciones químicas en organismos confiaron en el flujo laminar, que permite que los productos químicos en la pregunta se mezclen y se dispersen, haciéndolos duros controlar y medir. El nuevo dispositivo de forma de V, por una parte, atrapa los productos químicos en gotitas de agua y suspende las gotitas en un líquido de portador del fluocarbono. Esto mantiene las gotitas producto-cargadas intactas, permitiendo que una secuencia controlada de productos químicos estimulantes entre en un extremo del dispositivo y una secuencia constante de los productos químicos resultantes distintos que se capturarán en el otro extremo. Las gotitas producto-cargadas se pueden analizar inmediatamente o salvar para el análisis futuro. Además, las gotitas se pueden dividir para el estudio paralelo por diversas técnicas.

“La inspiración para este trabajo era el microelectrodo, pero el clave a su éxito encapsulaba los productos químicos en gotitas del aqueus de modo que los productos químicos se pudieran entregar a y coger del sitio reactivo en un controlable, manera mensurable,” dijo Delai Chen, estudiante de tercer ciclo en el departamento de química e instituto para la dinámica biofísica en la Universidad de Chicago. Chen era uno de los cuatro autores importantes de los trabajos de investigación de PNAS, junto con los investigadores postdoctorales Wenbin Du y Ying Liu de la universidad, y estudiante de tercer ciclo Weishan Liu.

Un año y una una mitad en la fabricación, el chemistrode es compatible con métodos tradicionales de células que cultivan y los tejidos porque-como electrodo-puede ser utilizado en cualquier superficie. El dispositivo es utilizado por ser traído en contacto con la superficie de una célula o de un tejido bajo investigación. Un arsenal de gotitas minúsculas que contienen estímulos químicos entonces se entrega a la muestra; las reacciones químicas ocurren o las moléculas release/versión de la muestra, como en el caso de una hormona; y se llevan las gotitas producto-cargadas resultantes. Todo el rato, el líquido de portador del fluocarbono permanece en contacto con las gotitas y las blinda de la pared del dispositivo.

“El chemistrode ofrece un tiempo-resolved, el expediente de alta fidelidad de la dinámica molecular del estímulo y de la respuesta,” Ismagilov dijo. “Nuestro papel de PNAS describe los principios físicos que dirigen la operación del chemistrode. También ejecuta el chemistrode para probar la viabilidad de cada paso de progresión y la compatibilidad de esta plataforma con las células vivas.”

Para ahora, el dispositivo “permite que usted mire muy duro y exacto las células vivas en un plato, pero tiene el potencial para ser utilizado en organismos enteros, también,” dijo a Louis Philipson, profesor en el departamento de medicina y de co-autor en el papel. “El análisis de entrada-salida en tiempo real de las ofertas del chemistrode capturó en la resolución excelente. Como tal, facilitará la investigación en muchas áreas y lleva a cabo el potencial para las aplicaciones extensas en medicina.

“El desarrollo de este dispositivo es un ejemplo maravilloso de la carencia de paredes en la Universidad de Chicago,” Philipson agregó. “Aquí, los médicos pueden obrar recíprocamente con otros científicos de maneras poco convencionales y reunir diversas clases de tecnología. El resultado es nuevas maneras de mirar cosas y nuevas respuestas a los viejos problemas.”

Los investigadores tienen nueva penetración en los mecanismos que son la base de un aumento patológico en la talla del corazón.  La investigación, publicada por Cell clava la aplicación del 24 de octubre la célula molecular del diario, puede llevar al desarrollo de las nuevas estrategias para manejar esta dolencia cardiaca extremadamente común que lleve a menudo al paro cardíaco.

La tensión arterial alta, la enfermedad de la válvula de corazón y los ataques del corazón pueden llevar a un espesamiento anormal del músculo de corazón, llamado hipertrofia del miocardio.  En el nivel molecular, las señales que conducen la hipertrofia del miocardio, tal como niveles elevados de hormonas de la catecolamina (es decir adrenalina), activan las proteínas del factor del reforzador del miocito (MEF).  Esto altera la expresión de gene en células musculares de corazón e induce un paradigma de desarrollo adverso sabido a los cardiólogos como la “respuesta fetal del gene”.

La “investigación anterior ha mostrado que los caminos de la señalización que llevan a MEF2 están alterados durante hipertrofia cardiaca patológica,” dice al Dr. mayor Juan D. Scott, investigador médico del autor del estudio del instituto de Howard Hughes del departamento de farmacología en la universidad de Washington.  “Aunque sabemos que las enzimas llamaron actividad del control MEF2 de los deacetylases de la histona (HDACs), no estaba claro que HDACs y MEF2 eran integrados en una unidad de señalización más grande.”

Para identificar más lejos los mecanismos moleculares se asoció a la hipertrofia cardiaca, el Dr. Scott y colegas estudió la Uno-Cinasa cardiaca que aseguraba las proteínas (AKAPs), que se saben para desempeñar un papel crítico en complejos de ordenación de la señalización en respuesta a las hormonas de la catecolamina y señales transmitidas dentro de las células.

Los investigadores encontraron que AKAP-Lbc funciona como una proteína del andamio que dirija selectivamente señales de la catecolamina a la maquinaria transcriptiva de reforzar la respuesta hipertrófica.  “Nuestro estudio utiliza un modelo donde AKAP-Lbc facilita la activación de la cinasa de proteína D, que alternadamente los fosforilatos el deacetylase HDAC5 de la histona para promover su exportación del núcleo.  La reducción en HDAC5 nuclear favoreció la transcripción MEF2 y el inicio de la hipertrofia cardiaca.”

Estos estudios revelan un papel de AKAP-Lbc de el cual aumentó la expresión de la proteína el asegurar amplifique selectivamente un camino de la señalización que conduce las células musculares cardiacas a un resultado patofisiológico.  “Será importante explorar el papel del camino de la señalización AKAP-Lbc/PKD/HDAC5 en modelos animales enteros para establecer si AKAP-Lbc es un biomarker válido para la cardiomiopatía hipertrófica y determinar qué genes se inician sobre la para arriba-regulación de la proteína que asegura,” ofrece al Dr. Scott.

Los científicos en el instituto del cáncer de Dana-Farber han identificado una punta previamente desapercibida del disparador en una “proteína natural de la muerte” esa las ayudas que el cuerpo se libra de las células indeseadas o enfermas. Dicen que puede ser posible explotar el disparador nuevamente encontrado como blanco para las drogas de diseño que tratarían el cáncer forzando las células malas para confiar suicidio. Loren Walensky, MD, PhD, biólogo pediátrico del oncólogo y del producto químico en Dana-Farber y el hospital de niños Boston, y colegas señala en la aplicación del 23 de octubre la naturaleza del diario que activaron directamente este disparador en la proteína BAX del “verdugo”, matando las células del laboratorio fijando en el movimiento su self-destruct el mecanismo.

Los investigadores formaron un péptido (una subunidad de la proteína) que correspondió con exacto la dimensión de una variable del sitio nuevamente encontrado del disparador en la proteína del asesino, que miente inactivo en el interior de la célula hasta activado por la tensión celular. Cuando el péptido atracó en el punto de enlace, BAX fue estimulado en modo del asesino. Las proteínas activadas de BAX se reunieron a las centrales eléctricas de la célula, las mitocondrias, en donde empujaron los agujeros en las membranas de las mitocondrias, matando las células. Este proceso se llama apoptosis, o muerte celular programada.

“Identificamos un interruptor que gira BAX, y creemos que este descubrimiento se puede utilizar para desarrollar las drogas que se giran o apagamos muerte celular en enfermedad humana apuntando BAX,” dijo Walensky, que es también profesor adjunto de la pediatría en la Facultad de Medicina de Harvard.

BAX es una de cerca de dos proteínas docena conocidas colectivamente como la familia BCL-2. Las proteínas obran recíprocamente en las varias combinaciones que llevan a la supervivencia de una célula o a su autodestrucción programada. Las células cancerosas tienen un desequilibrio de la familia BCL-2 señalan que los mecanismos impulsores ellas para sobrevivir en vez de la muerte en comando.

El último Stanley Korsmeyer, MD, pionero de la investigación del apoptosis y mentor de Dana-Farber de Walensky, había sugerido que las proteínas del asesino como BAX se podrían activar directamente por “dominios de la muerte,” BH3 llamado, contenido dentro de un subconjunto de proteínas de la familia BCL-2. Él presumió que esta interacción que activaba era un acontecimiento “a la fuga” efímero, haciéndolo que desafiaba especialmente para que los científicos estudien el fenómeno.

Según lo sospechado, las interacciones BAX-que activaban propuestas no se podían capturar por métodos tradicionales. “Cuando usted intentó medir atar de las subunidades BH3 a BAX, usted no podría detectar la interacción,” Walensky explicado. Él reconoció, sin embargo, que los péptidos BH3 que eran utilizados en el laboratorio no conservaron la dimensión de una variable en espiral de los dominios naturales BH3 que participan en interacciones de la proteína de la familia BCL-2. Walensky y sus colegas iniciaron el diseño de péptidos “sujetados con grapa” BH3, que contienen una reticulación química que bloquee los péptidos en su dimensión de una variable en espiral natural. Con la dimensión de una variable biológicamente activa restablecida, los péptidos sujetados con grapa BH3 limitan directamente a BAX y accionaron su actividad del asesino.

Definiendo cómo los péptidos que activaban atracados en BAX seguían siendo inextricable formidable. Para solucionar la estructura de un complejo de la interacción, necesitó ser bastante estable para el análisis. En este caso, BH3 el acontecimiento obligatorio sí mismo acciona BAX para cambiar su dimensión de una variable y uno mismo-se asocia para realizar su función del asesino, representación la interacción que activa inestable por definición.

¿Qué si, Walensky propuso, usted podría fijar la interacción de BH3 y de BAX bajo condiciones del laboratorio que la hicieron ser más estable o proceder en la cámara lenta? El plan era ajustar la potencia del péptido sujetado con grapa BH3 de modo que, según Walensky, “fuera bastante bueno atar BAX, con todo lo activa apenas un poco más lentamente de modo que pudiéramos estudiar realmente la interacción.” Los investigadores entonces buscarían cualquier rotación perceptible en la estructura tridimensional de la proteína de BAX para ayudar a señalarlos al sitio del muelle.

Los investigadores utilizaron la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) para vigilar el arreglo de átomos en la proteína. Primeros autores del papel Evripidis Gavathiotis, PhD de la naturaleza, del laboratorio y de Motoshi Suzuki de Walensky, PhD, de Nico Tjandra, PhD, 'laboratorio de s en los institutos nacionales de la salud, tenidos éxito en la generación de la proteína pura de BAX que se podría poner en la solución con BH3 el péptido sujetado con grapa - estes último en concentraciones cada vez mayores hasta que iniciara una interacción de BH3-BAX. Gavathiotis y Suzuki utilizaron la técnica del RMN para manchar un grupo de los aminoácidos de BAX, los bloques huecos de las proteínas, que fueron afectadas por la adición del péptido sujetado con grapa BH3.

“El subconjunto discreto de aminoácidos que cambiaron de puesto sobre la exposición al péptido sujetado con grapa BH3 asoció a una localización totalmente inesperada en BAX,” dijo Walensky. El punto de enlace largo-evasivo en BAX que inicia su actividad del asesino fue revelado. “Porque BAX miente en la encrucijada de la decisión de la célula para vivir o para morir, las drogas que activan directamente BAX podrían matar las células enfermas como en cáncer y las drogas del BAX-bloqueo podrían potencialmente prevenir muerte celular indeseada, por ejemplo en ataque del corazón, movimiento, y el neurodegeneration,” dijo Walensky.

En un papel publicado hoy en naturaleza, el equipo llevado por profesor Nigel Robinson ha revelado un mecanismo que se asegura que el metal derecho vaya a la proteína derecha. Las proteínas están esenciales e implicadas en apenas alrededor de cada proceso en células de vida.

La vida, microbio, planta o humano, es un ensamblaje cuidadoso de trillones de átomos. Los átomos incluyen los metales tales como cobre y manganeso que actúan como catalizadores en proteínas. El abrigo de las proteínas alrededor de los átomos del metal.

El equipo de investigación ha mostrado eso para asegurar un cobre y un abrigo de la proteína del manganeso alrededor de los átomos correctos del metal que hacen esto en diversas partes de la célula, en zonas cuál contiene diversos metales. Por lo tanto, que la proteína asocia a qué metal es determinado por donde la acción plegable ocurre en la célula.

Previamente, una opinión común era que los metales derechos estaban simplemente los que fueron atraídas más a la proteína, pero en este trabajo que no es el caso.

Profesor Nigel Robinson en la universidad de Newcastle que llevó la investigación dice: “Esto nos ha tomado una medida más cercano a entender porqué los metales y las proteínas ensamblan en las maneras que lo hacen.”

“Un motivo detrás del trabajo es curiosidad pura, pero como tan muchas proteínas necesitan los metales este tipo de trabajo tiene muchas aplicaciones potenciales - por ejemplo, en la biología sintetizada que se está esforzando producir potencia verde de bacterias usando energía de la luz del sol para producir el gas de hidrógeno, un proceso que necesite el níquel y el hierro.

“Puede también ayudar en enfermedades tales como Alzheimers donde hay conexiones inexplicadas a las proteínas que atan los metales tales como cobre. Hay también aplicación en infecciones que controlan de Staphylococcus-aureus; una bacteria que nuestras defensas de los cuerpos tienen éxito - o falla a veces - en matar quitando el manganeso y el cinc de abscesos.”

Los investigadores han mostrado que la manera la fijación de los metales es idéntica para una proteína que ate el manganeso a uno que ate el cobre. En ambos casos los metales atan barriles interiores de la proteína con el mismo tipo de metal-atracciones.

Realizando el trabajo en las algas azulverdes, un cyanobacterium, el equipo han podido mostrar que una proteína que requería transportes del cobre al periplasm, el área externa de la célula, donde entonces plegable alrededor del metal disponible, que es cobre.

Inversamente, el manganeso pero los átomos no de cobre se encuentra en el cytosol, en el medio de la célula. El equipo ha demostrado que una proteína que requiere el manganeso plegable en el cytosol. La proteína del manganeso entonces se transporta al periplasm primero que atrapa su manganeso.

El organismo del cyanobacterium fue elegido porque tiene un de mucha demanda para estos dos metales que se requieran para las proteínas implicadas en fotosíntesis. Estos metales fueron elegidos porque mienten hacia extremos contrarios de una serie química llamada la serie de Irving-Williams, tales que la selección de estos metales para las proteínas debe exigir especialmente.

En el trabajo financiado por el BBSRC, el equipo de la universidad de Newcastle primero desarrolló un nuevo acercamiento para descubrir las proteínas metal-obligatorias. Esto ahora se está aplicando rápidamente a las porciones de otros tipos de células vivas y de otros metales esenciales (cinc, níquel, cobalto, hierro). Inesperado, radiografíe las estructuras cristalinas mostró que las proteínas identificadas, MncA para el manganeso y CucA para el cobre, eran ambos cupins (latinos para los barriles) con los conjuntos idénticos de los átomos para atar a los metales. Constante con la serie química, los diez milésimos miden el tiempo del exceso de manganeso sobre el cobre eran necesarios llenar el barril de MncA del manganeso cuando el plegamiento se hace en el laboratorio.

Una vez que plegable, se entierra el sitio del manganeso, el metal atrapó dentro de la proteína, y así que la proteína del manganeso puede coexistir posteriormente con la proteína de cobre porque su metal llega a ser impermeable al reemplazo por los metales más lejos encima de la serie de Irving-Williams.

El trabajo ejemplifica una célula que supera las preferencias obligatorias del metal de proteínas.

La nueva disciplina de la biología sintetizada apunta dirigir las células para realizar tareas útiles, por ejemplo de generar compuestos del objeto de valor. Porque los metales son los catalizadores para tanto de la biología, sabiendo al técnico A la fuente de los metales derechos a las proteínas derechas será importante para el éxito de estas empresas.

En el reino minúsculo de la nanotecnología, los científicos han utilizado una gran variedad de materiales para construir las estructuras atómicas de la escala.  Pero apenas como en el negocio de construcción, los investigadores de la nanotecnología pueden ser limitados a menudo por la cantidad de materias primas.  Ahora, el instituto de Biodesign en el investigador Hao Yan de la universidad de estado de Arizona ha evitado estas trampas usando las células como fábricas para hacer nanostructures basados DNA dentro de una célula viva.

Los resultados fueron publicados en la edición en línea temprana de los procedimientos de la Academia de Ciencias nacional.

Yan se especializa en un campo de crecimineto rápido dentro de la nanotecnología - conocida comúnmente como nanotecnología estructural de la DNA - que las aplicaciones las unidades químicas básicas de DNA, abreviadas como C, T, A, o G, uno mismo-plegable en un número de diversos bloques huecos que puedan uno mismo-ensamblar más lejos en las estructuras modeladas.

“Éste es un buen ejemplo de los nanostructures artificiales que se pueden replegar usando los machineries en células vivas” dijeron Yan.  Las “células son realmente buenas en la fabricación de copias de la DNA trenzada doble y hemos utilizado la célula como una máquina de la copiadora para producir muchos, muchas copias de los nanostructures complejos de la DNA.”

Los nanotechnologists de la DNA han hecho algunos logros muy emocionantes durante los últimos cinco a 10 años.  Pero la nanotecnología de la DNA ha sido limitada por la necesidad químicamente de sintetizar todo el material del rasguño.  Hasta la fecha, ha sido terminantemente una ciencia del tubo de prueba, donde los investigadores han desarrollado muchas cajas de herramientas para hacer diversos nanostructures de la DNA para asociar y para ordenar otras moléculas incluyendo nanoparticles y otras biomoléculas.

“Si usted necesita hacer un solo gramo de un nanostructure de la DNA, usted necesita pedir un gramo de los materiales de la DNA que comienzan.  Los científicos han utilizado previamente métodos químicos para copiar las estructuras ramificadas de la DNA, y también ha habido trabajo significativo al usar secuencias largo-trenzadas de la DNA replegado de las células o los virus bacteriófagos al andamio ponen en cortocircuito secuencias de la DNA del ayudante para formar 2.os o los objetos tridimensionales,” dijo Yan, que es también profesor en el departamento de química y de bioquímica en ASU.

“Hemos soñado siempre con el escalamiento encima de la nanotecnología de la DNA.  Una forma a escalar que para arriba es utilizar el sistema celular porque la DNA simple se puede replegar dentro de la célula.  Quisimos saber si la máquina de la copia de la célula podría tolerar los solos nanostructures trenzados de la DNA que contienen las estructuras secundarias complicadas.”

Para probar las capacidades de la fabricación del nanoscale de células, Yan y sus investigadores, Chenxiang Lin, Rinker de Sherri y Yan compañeros Liu en ASU y sus colaboradores Ned Seeman y Xing Wang en la universidad de Nueva York volvieron a reproducir el primer nanostructure ramificado compuesta de DNAa cruciforme, de la ensambladura de la DNA del cuatro-brazo y de otra estructura de la ensambladura de la DNA que contenían una diversa topología de la cruce.

Para copiar éstos ramificó los nanostructures dentro de una célula viva, el ASU de la DNA y el equipo de investigación de NYU primero envió el cargo dentro de una célula de las bacterias.  Cortaron y pegar la DNA necesaria hacer estas estructuras en un phagemid, una partícula de tipo virus que infecta una célula de las bacterias.  Una vez dentro de la célula, el phagemid utilizó la célula apenas como una máquina de la fotocopiadora para reproducir millones de copias de la DNA.  Por teóricamente comenzar con apenas una sola infección del phagemid, y un solo mililitro de células cultivadas, Yan encontró que las células podrían batir hacia fuera los trillones de los nanostructures de la ensambladura de la DNA.

Los nanostructures de la DNA producidos en las células también fueron encontrados para plegable correctamente, apenas como las estructuras previamente construidas del tubo de prueba.  Según Yan, los resultados también probaron la existencia dominante de los nanostructures de la DNA durante los ciclos rutinarios de la réplica y de división de la DNA de la célula.  “Cuando un nanostructure de la DNA consigue replegado, existe y puede sobrevivir la maquinaria celular complicada.  Y parece la célula puede tolerar esta clase de estructura y todavía hacer su trabajo.  Es asombroso,” dijo Yan.

Yan reconoce que éste es apenas el primer paso de progresión, pero preve allí es muchas variaciones interesantes de la DNA a considerar después.  “El hecho de que la maquinaria celular natural pueda tolerar objetos artificiales de la DNA es absolutamente intrigante, y nosotros no sabe cuáles es el límite todavía.”

El grupo de Yan puede poder cambiar y desarrollar nanostructures y los dispositivos de la DNA usando el sistema celular y la tecnología puede también abrir algunas posibilidades de aplicaciones sintetizadas de la biología.

“Soy muy emocionado sobre el futuro de la nanotecnología de la DNA, pero hay mucho trabajo que se hará.  Un asunto de investigación interesante a perseguir es el interfaz de los nanostructures de la DNA con las células vivas; es lleno de oportunidades,” dijo Yan.

Cinco subtipos de los receptores muscarinic de la acetilcolina (mAChRs) se expresan a través del cuerpo, donde ejercen efectos diversos, tales como contracción del músculo liso, secreción glandular, termorregulación, y regulación del comportamiento, del aprendizaje, y de la cognición.  MAChRs se ha implicado en la esquizofrenia y la enfermedad de Alzheimer (ANUNCIO), haciéndolas atractivas como blancos de la droga del candidato.  Varios agonistas colinérgicos han mostrado la promesa para tratar estas condiciones, pero la mayor parte de estas drogas atan al atascamiento de la acetilcolina sitio-que se conserva altamente a través del receptor subtipo-y por lo tanto tienen efectos secundarios indeseables.  Debido a esto, los reveladores de la droga han dado vuelta recientemente a los agonistas alostéricos, que activan los receptores atando a los dominios subtipo-específicos fuera del punto de enlace de la acetilcolina.  Informe de Jones y otros que un tal agonista, que es altamente específico para los mAChRs M1, produjo efectos en los ratones similares a los efectos de drogas antipsicóticas anormales, sin producir efectos secundarios indeseables.  Por otra parte, la droga reguló el proceso de la proteína amiloidea del precursor, sugiriendo que puede tratar con eficacia el ANUNCIO.

La distribución diferenciada de proteínas específicas en axones o dendritas es la base de las funciones especializadas de estos neurites.  Por lo menos dos mecanismos pueden crear una distribución polarizada de las proteínas centralmente producidas de la transmembrana: (1) segregación de proteínas en las vesículas distintas que se apuntan específicamente al dominio apropiado, y (2) transporte sin clasificar seguido por endocytosis específico de proteínas inadecuado expresadas.  Esta semana, Bushlin y otros sugiere que el último mecanismo se pueda regular por las proteínas que se asocian a las vesículas endocytic y determinan sus cargces.  La precipitación de las proteínas implicadas en la formación endocytic de la vesícula, AP180 o la proteína mieloide linfoide del ensamblaje del clathrin (CALMA), inhibió la formación del axón o de la dendrita, respectivamente.  La precipitación de cualquier proteína causó a VAMP2-an la proteína sináptica axonal de la vesícula de la cual endocytosed normalmente dendrita-a se exprese en todos los procesos, utilizando un papel en el establecimiento de polaridad.  La precipitación TRANQUILA también redujo la expresión superficial de una proteína secretada, sugiriendo que puede estar implicada en secretor así como caminos endocytic.

Aprendimos la semana pasada que eso el bloqueo de la expresión de la subunidad del receptor GluR1 de AMPA en neuronas de motor reduce el crecimiento de la dendrita, llevando a la función de motor deteriorada.  Esta semana, Zhou y otros comienza a desenredar los mecanismos moleculares que atan GluR1 al crecimiento dendrítico actividad-dependiente.  Intracelular, los receptores del glutamato obran recíprocamente con las cinasas membrana-asociadas del guanylate (MAGUKs) - las proteínas del andamio que forman la densidad postsináptica y aseguran la señalización y otras moléculas del determinante cerca de los receptores.  GluR1 obra recíprocamente con la proteína sinapsis-asociada 97 (SAP97) de MAGUK.  El énfasis excesivo de SAP97 aumentó la ramificación dendrítica, mientras que la precipitación SAP97 disminuyó la ramificación en neuronas de motor.  Este efecto fue bloqueado por un antagonista del receptor de AMPA.  La interacción entre GluR1 y SAP97 fue requerida para que cualquiera realce la ramificación dendrítica, pero solamente porque la interacción localiza SAP97 a la membrana de plasma.  Si SAP97 fue apuntado a la membrana por la adición de una secuencia del palmitoylation, sus efectos sobre la ramificación dendrítica fueron restablecidos en la ausencia de interacción directa con GluR1.

Un equipo internacional de investigadores llevados por profesores Mark Caulfield y Patricia Munroe, del instituto de investigación de Guillermo Harvey en los baronets y la Facultad de Medicina de Londres y de la odontología con Chris Cheeseman en la universidad de Alberta en Canadá y Kelle Moley en la universidad de Washington en los E.E.U.U., ha mostrado que el gene SLC2A9, que codifica un transportador de la glucosa, es también un transportador de gran capacidad del urate, y así posiblemente una nueva blanco de la droga para el gout.  Sus resultados se publican en la medicina de PloS de esta semana (el 7 de octubre de 2008).

Varios transportadores del urate se han identificado ya pero recientemente, usando un acercamiento llamado exploración genoma-ancha de la asociación, Caulfield y otros encontraron que algunas variantes genéticas de un gene humano llamado SLC2A9 son mas comunes en gente con los altos niveles del urate del suero que en gente con los niveles normales.  SLC2A9 codifica un transportador de la glucosa (una proteína que ayude a mover la glucosa del azúcar a través de las membranas celulares) y se expresa altamente en el urate principal del riñón que maneja el sitio.  El profesor Caulfield y su equipo investigó la posibilidad que la proteína hizo por el gene SLC2A9 pudo ser un transportador del urate y probó si las variaciones genéticas en SLC2A9 pudieron ser responsables de la asociación entre los niveles del urate del suero y la tensión arterial alta.

El equipo primero expresó SLC2A9 en huevos de la rana, un tipo de célula que no tiene su propio transportador del urate.  Encontraron que SLC2A9 transportó el urate cerca de 50 veces más rápidamente que la glucosa, y que la glucosa facilitó transporte del urate de SLC2A9-mediated.  Semejantemente, sobre la expresión de SLC2A9 en células embrionarias humanas del riñón más que doblado su absorción del urate.  Inversamente, cuando los investigadores utilizaron una técnica llamada interferencia de RNA para reducir la expresión del ratón SLC2A9 en células del ratón que hace normalmente esta proteína, el transporte del urate fue reducido.  Los investigadores entonces miraban dos variaciones genéticas dentro de SLC2A9 que varían entre los individuos (solos polimorfismos supuestos del polinucleótido) en casi 900 hombres que habían tenido sus niveles del urate del suero y las tarifas urinarias de la excreción del urate midieron.  Encontraron que ciertas variaciones genéticas en estos dos sitios fueron asociadas a los niveles crecientes del urate del suero y disminuyeron la excreción urinaria del urate.  Finalmente, los investigadores utilizaron una técnica estadística llamada meta-análisis para buscar una asociación entre una de las variantes del gene SLC2A9 y la presión arterial.  En dos meta-análisis separados que juntos implicaron a más de 20.000 participantes en varios estudios, no había asociación entre esta variante del gene y presión arterial.

Totales, estos resultados indican que SLCA9 es un transportador del urate de la alta capacidad, y sugieren que esta proteína juegue a partes importantes en niveles del urate del suero que controlan.  Proporcionan a la confirmación que las variantes genéticas comunes en SLC2A9 afectan a niveles del urate del suero a un grado marcado, aunque no muestren exactamente qué variante genética es responsable de aumentar niveles del urate del suero.  También proporcionan a nuevas penetraciones importantes en cómo los riñones manejan el urate y sugieren normalmente las maneras de las cuales este proceso esencial puede salir mal a veces.  Los resultados podrían llevar eventual a los nuevos tratamientos para el gout y posiblemente para otras enfermedades que se asocian a los niveles crecientes del urate del suero.

Profesor Mark Caulfield dijo: “Este estudio financiado MRC muestra cómo un equipo de investigadores internacionales puede encontrar un mecanismo totalmente insospechado para el urate que dirige en el riñón.  Tales descubrimientos podían pavimentar la manera para las nuevas medicinas.”

La nueva investigación sugiere que la identificación y la examinación de los acontecimientos dominantes de la señalización de la célula requeridos para el lanzamiento y la progresión del cáncer se pudieran lograr mejor en el nivel unicelular.  La investigación, publicada por Cell clava la aplicación de octubre la célula cancerosa del diario, proporciona a la nueva penetración que puede llevar para mejorar diagnosis y el tratamiento de algunos cánceres complejos.

Los avances recientes en el flujo cytometry, una técnica que permite la examinación detallada de células individuales, han permitido la medida simultánea de los caminos del tipo y de la señalización de la célula.  El Dr. Garry P. Nolan de los autores del estudio del terminal de componente de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford y el Dr. Mignon L. Loh del hospital de niños de UCSF y del centro comprensivo del cáncer de la familia de Helen Diller estaban interesados en la determinación de si la examinación de las anormalidades celulares de la señalización causadas por las mutaciones genéticas asociadas al cáncer podría proporcionar a una correlación exacta entre los acontecimientos de la señalización y la fisiología aberrantes de la enfermedad.

“Teníamos una corazonada fuerte que podríamos utilizar la señalización celular del deranged del `para seguir cómo las poblaciones de la célula cancerosa se comportan en la diagnosis con terapia, tan bien como durante la remisión o la vuelta del cáncer,” explica al Dr. Nolan.  “Midiendo cómo señalan las proteínas responden a ciertos estímulos en la diagnosis y cuál es modificado por los cánceres resistentes, somos esencialmente las carreteras del clave de supervisión que los cánceres utilizan para conducir su propio crecimiento.  La ventaja de diagnosticar el cáncer de un paciente en el nivel unicelular nos proporciona a un acercamiento para la detección temprana de penetraciones del cáncer y de la producción en cómo las células cancerosas son de respuesta o de adaptación a la terapia.  Un subproducto de la técnica unicelular, cuando está extendido apropiadamente, es que debemos eventual poder predecir que esas células cancerosas de los caminos pudieron utilizar para evitar terapias actuales y más inteligente directo el paciente hacia tratamientos alternativos.”

Los investigadores se centraron en la leucemia myelomonocytic juvenil (JMML), un desorden myeloproliferative agresivo de niños jovenes.  JMML es difícil de diagnosticar y tiene un perfil molecular complejo.  Aunque las lesiones genéticas que afectaban la señalización y las alteraciones de Ras rio abajo del receptor activado de GM-CSF (conectado a crecimiento y a supervivencia inadecuados de la célula) se hayan conectado a JMML, hay muy pocos métodos para identificar agentes terapéuticos y evaluar eficacia en pacientes de JMML.

El flujo usado investigadores cytometry perfilar la señalización en el nivel unicelular, incluyendo las moléculas asociadas a la señalización de GM-CSF y de Ras, para la presencia de células primarias de JMML con el comportamiento de señalización alterado que correlacionó con fisiología de la enfermedad.  Las muestras de las células vinieron de los pacientes de JMML, de los individuos sanos y de los pacientes con otros desordenes myeloproliferative, algunos que habían sido diagnosticadas inicialmente con JMML.  Una firma inesperada de la señalización STAT5 fue vista en la mayor parte de los pacientes de JMML, sugiriendo un papel crítico para la señalización de JAK-STAT en el mecanismo biológico de este cáncer y sugiriendo los objetivos potenciales para las terapias futuras.

“Este perfilado unicelular con éxito usado del trabajo para seguir a pacientes en un cierto plazo y para mostrar que el estatus de la enfermedad en JMML - en la diagnosis, la remisión, la recaída y la transformación - fue indicado por un subconjunto de células con un perfil anormal de la señalización,” dice al Dr. Loh.  La “que revela célula las subpoblaciones, incluso las células raras, que se asocia a enfermedad abre las avenidas adicionales para medir enfermedad residual mínima, evaluar efectos bioquímicos de terapias apuntadas en el nivel unicelular y entender acciones de la droga y mecanismos de enfermedades de orígenes y de manifestaciones heterogéneos en poblaciones pacientes diversas.”

Para entender de donde la grasa viene, usted tiene que comenzar con un ratón flaco.  Usando a tal criatura, y observando el crecimiento de la grasa después de las inyecciones de diversas clases de células no maduras, los científicos en el instituto médico de Howard Hughes y la universidad de Rockefeller han descubierto una célula gorda importante del precursor que puede a tiempo explicar cómo los cambios en los números de células gordas pudieron aumentar y llevar a la obesidad.  El encontrar, publicado en línea en la aplicación de esta semana la célula del diario, podría también tener implicaciones para entender cómo las células gordas afectan a condiciones tales como diabetes y enfermedad cardiovascular.

“La identificación del progenitor blanco del adipocyte que las células proporcionan a los medios para identificar los factores que regulan la proliferación y la diferenciación de células gordas,” dice Jeffrey mayor Friedman autor, que es el profesor de Marilyn M. Simpson en Rockefeller y un investigador médico del instituto de Howard Hughes.

Obesidad, un problema de salud pública importante en los Estados Unidos y cada vez más en mucho del mundo occidental, resultados, en parte, de un aumento en la masa y el número de células gordas blancas.  Porque las células gordas blancas son poste-mitotic, significando que no pueden dividir, científicos han presumido que una población de células gordas del precursor debe existir en el depósito gordo para producir las nuevas células gordas.  Pero la identificación de estas células gordas del precursor ha sido difícil.

Con la ayuda de investigadores en el centro del recurso de Cytometry del flujo de Rockefeller, primer autor Matt Rodeheffer, asociado postdoctoral en el laboratorio de Friedman de la genética molecular, utilizó una célula fluorescencia-activada llamada de la técnica de clasificación de la célula que clasificaba, o FACS, para buscar para las poblaciones de la célula que podrían producir la grasa en cultivos celulares e identificó dos tales poblaciones.

Para determinar si estas células podrían convertirse en las células gordas en animales vivos, Rodeheffer inyectó estas poblaciones de la célula en los depósitos gordos de un ratón genético dirigido, desarrollados en NIH, llamado sin grasa, que falta gordo blanco y mímico una condición en seres humanos llamado lipodistrofia esa también da lugar a diabetes.

Rodeheffer encontró aquélla solamente de las poblaciones aisladas de la célula, que expresan la proteína de la etiqueta de plástico de la célula-superficie CD24, produjo el tejido gordo en el ratón sin grasa.  Esta población representa normalmente al solamente .08 por ciento de la población del non-adipocyte en tejido adiposo.

Un análisis de la proyección de imagen recientemente desarrollado por el co-autor Kivanç Birsoy, estudiante de tercer ciclo en el laboratorio de Friedman, Rodeheffer permitido para observar las células de CD24-expressing forma la grasa en un animal vivo.  Las aplicaciones de la técnica de Birsoy otra tensión animal llamaron el ratón del leptin-luciferase, en el cual el luciferase visiblemente perceptible de la etiqueta de plástico se expresa bajo control del promotor del gene que produce el leptin de la hormona.  En esta tensión del ratón el gene de la etiqueta de plástico del luciferase enciende solamente en células gordas maduras, y proporciona a una manera no invasor de mirar precursores no maduros de la célula gorda se convierte en las células gordas maduras en un animal vivo en un cierto plazo.

“Inyecté las células de CD24+ que representan una población muy pequeña de células en tejido adiposo normal en un sitio en donde la grasa se convertiría normalmente en el ratón sin grasa, y encontré que un normal clasificó formas gordas del depósito en el sitio de la inyección,” digo Rodeheffer.

Rodeheffer también encontró que la inyección de las células gordo-que producen corrige la diabetes del ratón sin grasa, y las células gordas secretan las proteínas adipocyte-específicas de la señalización llamadas los cytokines.  Ambos resultados confirman que las células producidas en el ratón sin grasa son células gordas funcionales.

“Esto que encuentra nos da una mejor comprensión de la biología básica del tejido adiposo y abre la puerta para nosotros y para que otros investigadores puedan estudiar estas células en animales vivos y determinar los factores moleculares que regulan la formación de tejido adiposo,” dice Rodeheffer.  “Entonces podemos potencialmente estudiar cómo el crecimiento y la diferenciación de estas células se regulan en obesidad y determinar independientemente de si los acontecimientos moleculares que están implicados en la regulación del tejido adiposo están contribuyendo factores a otras patologías, tales como diabetes y enfermedad cardiovascular, que se asocian a obesidad y a síndrome metabólico.”

El centre del comando de la crisis del `de una célula de las bacterias ha sido por primera vez balanceo observado en la acción para proteger la célula contra la tensión y el peligro externos, según la nueva investigación hacia fuera hoy (3 de octubre) en ciencia.

El equipo de investigación detrás del estudio de hoy dice que eso que descubre exactamente cómo las bacterias responden y se adaptan a las tensiones y a los peligros es importante porque fomentará su comprensión de los mecanismos básicos de la supervivencia de algunos de los organismos más resistentes, más robustos en la tierra.

El centro de comando de la crisis en ciertas células de las bacterias es una molécula grande, doblada un 'stressosome de los científicos detrás de la investigación de hoy.  Estas células tienen alrededor 20 stressosomes el flotar alrededor dentro de ellos, y aunque los científicos supieran desempeñaron un papel importante en la respuesta de la célula a las situaciones agotadoras, las complejidades de este proceso no habían sido entendidos completamente hasta ahora.

Si una célula de las bacterias se encuentra en una situación peligrosa por ejemplo, si la temperatura o la salinidad de los niveles peligrosos del alcance del ambiente de las bacterias que amenazan a la supervivencia de las bacterias - una señal de peligro de la superficie de la célula se transmite en la célula.

Usando técnicas de proyección de imagen de la microscopia electrónica del filo los autores de la nueva investigación observaron que los stressosomes reciben esta señal de peligro, y en respuesta varias proteínas llamaron la rotura de RSBT lejos del stressosome grande.  Esta escapada acciona una cascada de señales dentro de la célula que resulta adentro sobre 150 proteínas que son las proteínas producidas que permiten a la célula adaptarse, reaccionar y sobrevivir en su nuevo ambiente.

Profesor Marín van Heel del departamento de ciencias de la vida, uno de Londres imperial de la universidad de los autores correspondientes del estudio, explica: “La cascada de acontecimientos dentro de las células de las bacterias que ocurre como resultado de los stressosomes que reciben señales de peligro lleva a los genes determinados dentro del bein de la célulag transcribed more.  This means that some genes already active inside the cell are ‘turned up’ so that levels of particular proteins in the cell increase.  These changes to the protein make-up of the cell enable it to survive in a hostile or challenging environment.”

Dr Jon Marles-Wright from Newcastle University says: “Our work shows that cells respond to signals much like a dimmer on a light switch.  Now we’ll be building on this to work out how nature controls that dimmer switch.  We wouldn’t have been able to carry out this work without access to the Diamond synchrotron Light Source which has enabled us to examine the structures of individual stressosome proteins at atomic resolution.”

Dr Tim Grant, one of Imperial’s post doctoral researchers, adds that the key to bacteria cells’ success at surviving in rapidly changing environments is their speedy response: “The cell’s stressosomes are very good at their job as crisis command centres because they provide a very fast effective response to danger.  The chain reaction they kickstart produces results really quickly which enables bacteria to adapt to changes in their surroundings almost instantaneously.”

The team is now planning to collect very high resolution data of the stressosome complex on the world’s newest high-resolution cryo electron microscope, the FEI “KRIOS” that has just been installed in the Max Planck Institute in Martinsried, Germany.  Improving the resolution of the stressosome structure by a factor of two will lead to a resolution range normally only attainable by X-ray crystallography and will allow the researchers to directly see the amino-acid components of this fascinating complex.