¿Cómo las células que funcionan en el gatillo de reciclaje de combustible vacío

Abril 22, 2016 Admin Salud 0 2
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En un artículo publicado en el 23 de diciembre 2010 edición de la revista Science Express, un equipo dirigido por Rubén Shaw, PhD., Del Instituto Médico Howard Hughes de Carrera Temprana Científico y Hearst Dotación profesor asistente en el Salk Molecular y Laboratorio de Biología Celular, informa que la AMPK se activa un proceso de reciclaje celular conocido como autofagia mediante la activación de una enzima conocida como ATG1, que inicia el proceso.

El vínculo molecular directo entre AMPK y ATG1 acaba de descubrir es significativo porque las disfunciones tanto AMPK señalización y la autofagia están implicados en una gran cantidad de enfermedades relacionadas con la edad, como la diabetes tipo II, el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer .




A pesar de su nombre ominoso - derivado de "auto" (automático) y "comer" (Fagia) - las células utilizan la autofagia para disponer de los desechos antes de que sea lo suficientemente tóxicos para matar a una célula. "La autofagia es un proceso antiguo que se desarrolló para descomponer los componentes de las células no es necesario para crear cosas que necesitan", dice Dan Egan, un estudiante graduado en el laboratorio de Shaw y el primer autor del estudio.

Anteriormente, el laboratorio de Shaw no había hecho más que demostrado que AMPK está desregulado en ciertas formas de cáncer, sino también que la enzima es un objetivo fundamental de la metformina diabetes tipo 2. "Tomar un fármaco que activa esta vía, como la metformina, es el equivalente de varios medicamentos diferentes", dice Shaw, recitar una lista de vías antitumorales y anti-diabetes activados por AMPK. "Ahora podemos añadir la regulación de la autofagia a esa lista."

Laboratorio Shaw ya ha estudiado la autofagia, pero ha tenido un interés a largo plazo en la AMPK, que detecta cuando la energía es baja y disminuye el crecimiento celular. "Desde AMPK desempeña un papel central en la regulación de la energía doméstica en nuestras células," queríamos saber cómo se ejerce su poder de muchos procesos celulares ", dice Shaw.

Su equipo comenzó el estudio para definir una secuencia de focalización único utilizado por AMPK para transmitir sus señales y luego usando la bioinformática y la bioquímica para identificar las proteínas que actúan como objetivos de AMPK. Uno de los principales sospechosos identificados que ese esfuerzo fue la proteína ATG1/ULK1, un factor que desencadena la autofagia en la levadura.

Para probar los efectos de la autofagia para liberalizar estas enzimas, el grupo se centró en grandes estructuras intracelulares llamadas mitocondrias, cuya función es la de producir energía. "Las mitocondrias se dañan fácilmente en la desintoxicación de los tejidos, como el hígado", dice Shaw. "Un camino crítico que las mitocondrias defectuosas son entregados es a través de una forma especial de la autofagia llamado mitofagia."

En este caso, las células serían su sobre las mitocondrias no saludable en una membrana, ponerlas en un pozo de la célula de ácido, y reciclar los restos. Si AMPK inició el proceso, las células modificadas genéticamente para carecer de AMPK podría mostrar el volumen de negocios mitocondrial alterada en comparación con las células normales.

Y esto es exactamente lo que los investigadores vieron: las células del hígado en el que AMPK había sido eliminado contenían demasiadas mitocondrias, muchos de los cuales parecían delgadas, lo que indica que estaban moribundos, y confirmando que la AMPK estaba dirigiendo la eliminación de residuos de autofagia. "Hemos encontrado que la capacidad de reciclar sus mitocondrias defectuosas permitió células para sobrevivir el hambre mejor", dice Shaw.

Para unirlo todo, los investigadores utilizaron el gusano redondo C. elegans, un sistema modelo popular en la investigación del envejecimiento, para demostrar que la AMPK activado autofagia directamente activado a través de una señal transmitida por la versión del gusano ATG1/ULK1 - experimentos realizados en colaboración con Malene Hansen, Ph.D., de la Sanford-Burnham Medical Research Institute en La Jolla, y con la ayuda de Andy Dillin, Ph.D., del Salk Molecular y Laboratorio de Biología Celular,

"Los experimentos gusano muestran que la conexión entre la AMPK, ULK1 y la autofagia se conserva a través de la evolución y no sólo una reciente adaptación específica a los mamíferos", dice Egan. "Los procesos son esenciales para la vida, tales como la regulación del metabolismo energético y la autofagia, partes componentes a lo largo de la especie humana, de ratón, gusanos y levaduras."

Pero si usted no es un biólogo evolutivo, todavía tiene un interés personal en la AMPK señalización en caso de: hacer ejercicio con regularidad, se siente bien vino tinto beber, tomar medicamentos para la diabetes, y/o morirse de hambre, con la esperanza de una larga vida - todos que al parecer estimular señales AMPK.

A esto se añade la posibilidad de que la AMPK puede tener actividad anti-tumoral y no es de extrañar que las compañías farmacéuticas están muy interesados ​​en lo que las proteínas AMPK "conversaciones a" y cómo las drogas que estimulan la conversación trabajo.

También contribuyeron al estudio fueron: David Shackelford, María Mihaylova, Rebecca Kohnz, William Mair, Debbie Vásquez, Dana Gwinn, y Rebecca Taylor, todos del Laboratorio de Biología Molecular y Celular de la Salk; James Fitzpatrick, la Waitt Biofotónica Avanzados Centro Salk; Sara nunca congelar el Instituto de Investigación Médica Sanford-Burnham; Aashish Joshi y Mondira Kundu del Hospital St. Jude Children; John Asara de la Escuela de Medicina de Harvard; y Benoit Viollet Institut Cochin en París.

Este trabajo fue apoyado por becas de los Institutos Nacionales de Salud, la Sociedad Americana del Cáncer, la Asociación Americana de la Diabetes, el Instituto Médico Howard Hughes, el Fondo Burroughs Welcome, la Asociación Americana del Líbano y Siria, la Agence Nationale de la Recherche, la Ellison Medical Foundation, y la Leona M. y Harry B. Helmsley Charitable Trust.

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