Anhörung kann Sehverlust und Nierenerkrankung von Cilia Forschung beeinflusst werden

Experimente an der Johns Hopkins haben Hinweise auf dem Protein- Signalmoleküle sind in hohle , haarähnlichen erlaubt " Antennen ", genannt Zilien , dass Alarmzellenauf kritische Veränderungen in ihrer Umgebung ausgegraben .

Forscher fanden heraus, dass die Größenbeschränkung für die Einreise ist viel größer als bisher angenommen , so dass die meisten der Proteine ​​einer Zelle in die Zilien . Die Forscher glauben, dass die spezifische Sammlung von Proteinen in jedem cilium , angepasst an die Bedürfnisse der jeweiligen Zelltyp , durch , ob und wie Flimmerhärchen halten Proteine ​​im Inneren , sobald sie in Kraft bestimmt - nicht die , die sie ermöglichen in zunächst .

" Nach unseren Experimenten , sollten 90 Prozent der Proteine ​​in Säugerzellen in der Lage, innerhalb Flimmerhärchen auf der Grundlage ihrer Größe zu passen ", sagt Takanari Inoue , Ph.D. , Assistant Professor für Zellbiologie an der Johns Hopkins University School of Medicine. "Aber die meisten von ihnen haben noch nie [ in den Zilien ] gefunden , so dass wir denken, dass die meisten Proteine ​​haben in wandern an einem gewissen Punkt , aber nur bestimmte bleiben im Inneren. "

So genannten " primären Zilien " wurden intensiver Aufmerksamkeit auf sich wie neuere Forschung hat ihre Rolle bei der Überwachung der äußeren Umgebung der Zelle und die Übermittlung von Informationen an den Rest der Zelle mit einem Arsenal von Signalen innerhalb des dünnen Innere jedes antennenartigen cilium gespeichert bestätigt . Die Ergebnisse dieser Studie, die erklären, wie das Arsenal entwickelt zu helfen, wird online in der Zeitschrift veröffentlicht werden Nature Chemical Biology.

Primäre Zilien gefunden vorspringenden von den meisten Zellen in einer Vielzahl von Organismen , und Defekte in Cilien in alles von polyzystischer Nierenerkrankung in Verbindung gebracht worden , um Sicht und Hörverlust . In der Niere, überwacht sie den Fluss des Urins ; in die Augen, spüren sie die Wellenlänge des Lichts ; in Knorpel, spüren sie Druck; und im Herzen , den Blutfluss . Egal wo sie sind, Inoue sagt , ist ihr Job, wie mechanische Kräfte zu übersetzen - oder , in einigen Fällen chemische diejenigen - in molekularen Signale für die Zelle , so dass es in geeigneter Weise auf seine Umwelt reagieren.

Die Signalmolekülen im Inneren Zilien sind mit den erforderlichen Reaktionen zugeschnitten. Beispielsweise sind einige Proteine, die an DNA binden, die Aktivität der Gene verändern, lassen eine Zelle reagieren auf Umweltreize , indem sie mehr eines bestimmten Proteins .

Der einzige Weg, in das cilial Spalte wird durch ein Loch an der Basis. " Ein cilium Formen wie ein kurzer Trinkhalm nach aussen von innen einem aufgeblasenen Ballon geschoben ", sagt Inoue . "Was wir nicht wissen, ist , ob es eine Art Kappe über dem Loch , Regeln , was sich in und aus . Wir fanden, dass weitere Signalmoleküle kann das Stroh geben , als wir dachten . "

" Primäre Zilien sind wirklich schwer zu untersuchen , " Inoue sagt , " weil sie so klein und schmal , mit jedem cilium nur 1 / 10.000 des Volumens der Rest der Zelle . "

Früheren Forschung in anderen Laboratorien legt nahe, dass eine feste Poren an der Basis eines cilium es nur erlaubt, relativ kleine Moleküle in existiert. Durch die Entwicklung empfindlicher experimentellen Methoden war die Inoue Gruppe konnte zeigen, dass fast 10 -mal größer als jene, die vor könnte geben bekannten Molekülen .

Insbesondere sie zuerst entwickelt eine ankerartige Molekül, das sich in den Membranen der Zilien selektiv eingebettet. Am inneren Ende des Anker war Hälfte eines "molekularen Schnapper ". Im Inneren des wässrigen Inneren der Zelle , legte das Team fluoreszierenden Molekülen bekannter Größe, mit der anderen Hälfte der molekularen Snapper ausgestattet. Wenn diese fluoreszierenden Molekülen eingegeben Zilien , würden sie ihre Fluoreszenz mit sich führen und nach innen eingeschlossen , wenn die Schnapper zusammen geklickt , so die Forscher , einfach Bilder von ihnen zu nehmen.

Durch Wiederholung dieses Experiment viele Male mit Molekülen mit zunehmender Größe , war der Inoue Team konnten zeigen, dass jede Molekülgröße sie getestet wurde, war in der Lage, die Flimmerhärchen eingeben. Der einzige Unterschied zwischen den Molekülen unterschiedlicher Größe war ihre Eintrittsrate : Kleinere Moleküle schneller eingegeben als größere.

Herauszufinden, wie Zilien wählen ihre Gefangenen , ist eine Frage für eine andere Studie , sagt Inoue .