Desarrollar técnicas a la imagen los sistemas biológicos complejos encontrados en el nivel subcelular ha sido obstaculizada tradicionalmente por divisiones entre los campos académicos de la biología y la física. Sin embargo, un nuevo celo interdisciplinario ha considerado un número de avances que excitaban en tecnologías de la proyección de imagen de la estupendo-resolucio'n.

En la aplicación de junio el mundo de la física, Paul O'Shea, un biophysicist en la universidad de Nottingham, de Michael Somekh, de un ingeniero óptico en el instituto de Nottingham de la biofísica, de la proyección de imagen y de la ciencia óptica, y de Guillermo Barnes, el profesor del photonics en la universidad de Exeter, contornea estas nuevas técnicas y explora porqué su desarrollo es un esfuerzo que requiere los mejores esfuerzos de biólogos y de físicos.

La división tradicional entre las disciplinas ha encontrado la tierra común en el esfuerzo a las funciones celulares de la imagen. Mientras que algunas células vivas son más grandes de 80 micrómetros a través, los procesos celulares importantes e interesantes - tales como señalar entre las células - pueden ocurrir largamente las escalas de menos de un micrómetro.

Esto plantea los desafíos serios para las técnicas tradicionales de la proyección de imagen tales como microscopia de la fluorescencia, por el que los microscopios ópticos se utilicen para observar las estructuras biológicas que se han marcado con etiqueta con las moléculas fluorescentes que emiten los fotones cuando están irradiadas con la luz de una longitud de onda específica, como estos oferta una resolución en el mejor de los casos de 200 nanometres. Cada vez más, los biólogos han dado vuelta a los físicos para la ayuda en romperse con este límite de la "difracción".

El resultado ha sido el desarrollo en años recientes de varias técnicas de la novela para prolongar el alcance de la microscopia de la fluorescencia. Éstos incluyen métodos tales como microscopia estimulante del agotamiento de la emisión (STED), microscopia estocástica de la reconstrucción (TORMENTA), microscopia foto-activada de la localización (PALMA) y microscopia estructurada de la iluminación, que son capaz de resolver las estructuras tan pequeñas como 50 nanometres a través. Estructura de estas técnicas en las herramientas teóricas y experimentales comunes a la física que permiten que los límites de difracción físicos de la luz estén rotos.

Como los autores del artículo explican, "cuál es fascinador es que las necesidades experimentales de la biología están conduciendo progresos en tecnología de la proyección de imagen, mientras que los avances en tecnología de la proyección de imagen alternadamente están inspirando nuevas preguntas biológicas. Muchos de estos progresos también van tomados de la mano con una revolución que esté ocurriendo en el pensamiento biológico, que implica íntimo a físicos."

Los investigadores han destapado los detalles sobre cómo la restricción dietética retrasa el envejecimiento. Un equipo de la universidad de los científicos de Washington ha destapado los detalles sobre los mecanismos a través de los cuales la restricción dietética retarda el proceso del envejecimiento. Trabajando en células de la levadura, los investigadores han conectado los ribosomes, las fábricas de protei'na-fabricacio'n en células vivas, y Gcn4, una proteína especializada que ayuda en la expresión de la información genética, a los caminos relacionados con la respuesta y el envejecimiento dietéticos. El estudio, que fue conducido por los miembros Brian Kennedy y Kaeberlein mate de la facultad de UW, aparece en la aplicación de abril del 18 la célula del diario.

La investigación anterior ha mostrado que las características esperanza de vida-que se extienden de la restricción dietética son mediadas en parte por señalar reducido a través de TOR, una enzima implicada en muchas operaciones vitales en una célula. Cuando un organismo tiene menos TOR el señalar en respuesta a la restricción dietética, un efecto secundario es que el organismo también disminuye la tarifa en la cual hace las proteínas nuevas, una traducción llamada de proceso.

En este proyecto, los investigadores de UW estudiaron muchas diversas tensiones de las células de la levadura que tenían producción más baja de la proteína. Encontraron que las mutaciones al ribosome, la fábrica de la proteína de cell’s, conducida a veces a la vida creciente. Los ribosomes se componen de dos porciones - las subunidades grandes y pequeñas - y de los investigadores intentados para aislar la mutación vida-palmo-relacionada a una de esas piezas.

"qué notamos enseguida era que las tensiones duraderas tenían siempre mutaciones en la subunidad ribosomal grande y nunca en la subunidad pequeña," dijo a autor del terminal de componente de study’s, Kristan Steffen, estudiante graduado en el departamento de UW de la bioquímica.

Los investigadores también probaron una droga llamada el diazaborine, que interfiere específicamente con la síntesis del ribosomes’ las subunidades grandes, pero las subunidades no pequeñas, y encontrado que tratar las células con la droga las hizo viven las células que untreated de cerca de 50 por ciento más largo. Usando una serie de pruebas genéticas, los científicos entonces mostraron ese agotamiento del ribosomes’ las subunidades grandes eran probables aumentar la vida en un mecanismo relacionado con la restricción dietética - el TOR que señalaba camino.

"sabíamos que la restricción dietética disminuyó el TOR que señalaba, y que el señalar disminuido del TOR redujo la traducción o producción de la proteína, solamente ésta era la primera evidencia directa que los tres actuaban en el mismo camino genético," dijo Kennedy, profesor de asociado de la bioquímica.

la pregunta grande de “The entonces se convirtió en qué está sucediendo en estas células traduccio'n-deficientes al envejecimiento lento, ” Kaeberlein agregado, profesor auxiliar de la patología. “That's cuando Vivian MacKay, co-autor en el estudio, tenía la idea de mirar Gcn4.”

Gcn4 es una proteína especializada llamada un factor de la transcripción, que ayuda a la información genética de la transferencia durante crecimiento de la célula. Se activa la proteína cuando una célula es muerta de hambre para los aminoácidos. Qué hizo Gcn4 que interesaba al equipo de UW era su modo único de la regulación.

los ribosomes de “When no están funcionando en 100 por ciento de capacidad, la mayoría de las proteínas se hacen menos eficientemente, pero Gcn4 es diferente, ” el Dr. explicado MacKay, profesor de la investigación de la bioquímica. “Sometimes, usted realmente consigue más Gcn4 producido incluso cuando va todo abajo. That’s exacto qué encontramos en las tensiones largo-vividas de la levadura con mutaciones en la subunidad grande del ribosome.”

Para hacer la conexión entre Gcn4 y la longevidad, los científicos entonces preguntaron si la prevención del aumento de Gcn4 bloquearía la extensión de la vida. En cada caso, las células que faltaban Gcn4 no respondieron tan fuertemente como las células de Gcn4-positive.

“The aumentó la producción de Gcn4 en tensiones duraderas de la levadura, combinada con el requisito de Gcn4 para la extensión completa del life-span, marcas un caso que obligaba para Gcn4 como factor en sentido descendiente importante en este camino de la longevidad, ” Kaeberlein dijo.

Aunque los científicos todavía no saben si Gcn4 desempeña un papel similar en organismos con excepción de la levadura, Kennedy precisa que los gusanos, las moscas, los ratones y los seres humanos todos tienen proteínas de Gcn4-like que aparezcan ser reguladas de una manera similar.

el papel de “The del TOR y de la traducción en el envejecimiento se sabe para ser conservado a través de muchas diversas especies, así que es plausible que esta función de Gcn4 está conservada también, ” Kennedy dijo. La investigación futura será dirigida que prueba esta hipótesis.

el señalar del TOR de “Clearly es un componente, y quizás el componente principal, de los efectos de salud beneficiosos asociados a la restricción dietética, ” Kaeberlein dicho. la dificultad de “The con el TOR como blanco terapéutica, sin embargo, es el potencial para los efectos secundarios negativos. Pues aprendemos a más de los detalles mecánicos detrás de cómo el TOR regula el envejecimiento, esperanzadamente podremos identificar incluso blancos mejores para las enfermedades edad-asociadas que tratan en people.”