Einblicke in die Zelle-Bewegung wahrscheinlich zu Hilfe immun-Studie, die Krebs-Forschung

Wissenschaftler an der Washington University School of Medicine in St. Louis haben verwendet Hefe-Zellen besser zu verstehen, eine Sammlung von Proteinen, die mit der Bildung von Aktin-Netzwerke, die wesentlich sind, um die Zelle Bewegung.

Die Zelle die Fähigkeit sich zu bewegen ist wichtig, um eine Breite Palette von biomedizinischen betrifft, darunter das Verständnis, wie Zellen des Immunsystems verfolgen krankmachende Eindringlinge und wie metastasierende Krebszellen migrieren von einem tumor.

„Eines der schlechten Dinge, die Krebs-Zellen zu tun, ist zu Fuß entfernt von dort, wo Sie sein soll“, sagt senior Autor John Cooper, M. D., Ph. D., professor der Zellbiologie und Physiologie. „Wenn Sie nicht zu Fuß entfernt, der Krebs wäre etwas, das könnte man einfach Ausschneiden, und das wäre das Ende. So eine Hoffnung ist, dass, wenn wir mehr darüber lernen, wie Krebszellen sich bewegen, wir können eines Tages versuchen, zu blockieren, Prozess.“

Die Studie, veröffentlicht im Januar 2008 in der Fachzeitschrift Public Library of Science Biology.

In Hefe werden die Proteine Cooper s Labor untersucht regulieren die Aktin-Netzwerke “ Beiträgen zu einem Prozess, der als Endozytose. Hefe-Zellen, die mit diesem Prozess nehmen Sie im Material von Ihrer Oberfläche durch die Bildung von Gruben auf Ihrer Zellmembran. Aktin-Netzwerke bieten die drängen, dass die Formen dieser Gruben und treibt Sie in die Zelle.

In komplexeren Zellen, wie diejenigen, die in Menschen gefunden, die Proteine noch weitere Aufgaben, die einschließen, helfen, regulieren, ein Prozess, der Zellen verwenden Sie stieß sich nach vorn. Dieser Prozess setzt viele dünne Verzweigung Filamente aus einem polymer-Aktin auf der Oberfläche der Zelle. Wie diese wachsende Filamente erreichen, in der Nähe Strukturen, die Sie ausüben Kraft, die treibt die Zelle in die gewünschte Richtung.

Wissenschaftler wissen alle Zutaten von Aktin-Netzwerken, aber Sie nicht vollständig verstehen, wie die Zelle reguliert Ihren Bau.

„Einer der kritischen Schritte bei der Erzeugung eines Aktin-Netzwerk ist die Erzeugung der Samen einer neuen filament,“ sagt ersten Autor Brian Galletta, Ph. D., ein Postdoc-Stipendiat in Cooper ‚ s lab. „Die Wissenschaftler haben ein protein-Komplex, die dazu aufgerufen Arp2/3.“

Cooper ‚ s Labor und andere auch gefunden hatte, mehrere Proteine, die Regeln Arp2/3-Aktivität. In Hefe, dessen kompletter genetischer code wurde sequenziert und können durchsucht werden, scheint es insgesamt sechs Proteine, aktivieren oder deaktivieren Arp2/3. Diese Proteine sind regelmäßig im Aktin-patches auf der Oberfläche von Hefezellen, die Bereiche, in denen Endozytose ist über stattfinden.

„Wir wollten wissen, warum es benötigt wird, um sechs dieser Proteine, wenn man entweder wiederum Arp2/3-oder ausschalten“, sagt Galletta.

Um mehr zu erfahren, Galletta mutiert jede der sechs Proteine allein und in verschiedenen Kombinationen. Forscher auch an zwei verschiedenen fluoreszenzfarbstoffen zu anderen Proteinen, die in den frühen und späten Phasen der Endozytose. Die Etiketten lasse Sie mit einem Licht Mikroskop, um Filme zu machen, die Hunderte von Aktin-patches in den verschiedenen Hefe-Linien, die Aufnahme der patches‘ Bewegung über Zellmembranen und in die Zellen.

Mit Hilfe eines EDV-tracking-Programm von Anders Carlsson, Ph. D., professor der Physik an der Washington University, Sie quantitativ analysiert, die Ergebnisse, die Aufdeckung sowohl dramatische und subtile Unterschiede im Aktin-patch-Aktivität, verursacht durch die Mutationen.

„Wir haben festgestellt, dass manchmal die Arp2/3 regulatorische Proteine hatten eine eindeutige Funktion Ihrer eigenen, und manchmal sind Sie zusammen,“ Galletta sagt. „Das war überraschend, weil im Reagenzglas, alle diese Proteine haben sehr ähnliche Funktionen.“

Neben der Aktin-Netzwerke „verwenden von Immunzellen jagen eindringenden Mikroorganismen, die gleichen Mikroorganismen, die manchmal entführen die Aktin-Netzen in host-Zellen, effektiv nutzen die Zellen‘ – Lenkung-Räder und fahren Sie herum. Die Netzwerke spielen auch eine wichtige Rolle in der Entwicklung von embryo, wodurch Zellen zu übernehmen spezialisierte Formen oder migrieren, wo Sie benötigt werden, in den Körper.

Cooper stellt fest, dass ein leistungsfähiges regulator des Arp2/3 mutiert ist, in einem menschlichen Störung, Wiskott-Aldrich-Syndrom(WAS). Mutationen in das protein, bekannt als WAR-protein, führt zu Autoimmun-Probleme, Ekzem, erhöhtes Risiko von Krebs und eine Vielzahl anderer Symptome. Menschen haben mehrere Versionen dieses proteins, aber die Hefe hat nur eine, so dass Cooper Forschung, um potenziell geben Orientierung für Wissenschaftler, die Behandlungen zu entwickeln, für die WAR.

Cooper plant weitere Studie, wie Hefe-Zellen regulieren und die Nutzung Aktin-Netzwerke. Sein Labor ist auch auf der Suche, wie Arp2/3 regulatorische Proteine tragen zur Funktion in säugetier-Zellen des Immunsystems und Krebs Zellen.

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