Dulce! El azúcar tiene un papel clave en la división celular

Abril 2, 2016 Admin Salud 0 5
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El uso de un sistema de procesado de detective han desarrollado para investigar cómo las células logran su división, los científicos de Johns Hopkins han descubierto que los interruptores comunes pero difíciles de ver de azúcar son en parte el control.

Desde estos interruptores de azúcar previamente no son objetivos tan abundantes y potenciales de la manipulación de las drogas, el descubrimiento de su papel tiene implicaciones para nuevos tratamientos para una serie de enfermedades, incluyendo el cáncer, dicen los científicos.

En el 12 de enero de Science Signaling, el equipo informó que centró sus esfuerzos en el aparato que permite a una célula humana a dividirse en dos, una máquina bioquímica complicada que involucra a cientos de proteínas. La sabiduría convencional es que el trabajo de convertir estas proteínas dentro y fuera - a continuación, determinar si, cómo y cuándo una célula se divide - cayó a los fosfatos, compuestos químicos que contienen elemento fósforo, que fijan a desabrochar de las proteínas en un proceso llamado fosforilación.




En lugar de ello, los científicos de Johns Hopkins dicen, hay otra capa de regulación por un proceso de modificación de proteínas a base de azúcar llamado O-GlcNAcylation (pronunciado O-Glick-NAC-alation). "Este sistema basado en azúcar parece influyente y omnipresente de una vía de señalización de la división celular, como su homólogo de fosfato y, de hecho, aún juega un papel en la regulación de la fosforilación de sí mismo", dice Chad Slawson, Ph.D., autor papel y asociado de investigación en el Departamento de Química Biológica, Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.

Dado que la molécula de azúcar tiene alguna novela de calidad - es pequeño, fácil de modificar, y sin una carga eléctrica - es prácticamente imperceptible para los investigadores que utilizan técnicas estándar de detección física como la espectrometría de masas.

Ante la sospecha de que el azúcar conocido como O-GlcNAc podría desempeñar un papel en la división celular, el equipo de Hopkins ideó una proteína de mapeo utilizando nuevos métodos de espectrometría de masas. En esencia, aplicaron una combinación de modificaciones químicas y métodos de enriquecimiento, y la nueva fragmentación de la tecnología a las proteínas que conforman la división celular de la máquina, con el fin de salir y analizar su composición molecular, identificando más de 150 sitios donde conocida la molécula de azúcar como O-GlcNAc se adjunta. Se han encontrado Fosfatos estar vinculado a más de 300 sitios.

Señalaron que cuando una molécula de O-GlcNAc se encuentra cerca de un sitio de fosfato, o en el mismo lugar, ha impedido que el fosfato se adhiera. Las proteínas implicadas en la división celular no eran fosforilada y activada hasta que O-GlcNAc independiente.

"Creo que de la fosforilación como un micro-interruptor que regula el circuito de la división celular, y O-GlcNAcylation como un interruptor de seguridad que regula los micro", dice Gerald Hart, Ph.D., profesor y director de la química biológica DeLaMar en el Escuela de Medicina Johns Hopkins.

Usando una línea celular humana estándar (células HeLa), los científicos descubrieron anomalías cuando se interrumpen el proceso de la división celular, la adición de O-GlcNAc adicional. Aunque cromosoma que contiene núcleos de las células dividen normalmente, las propias células no se dividen, causando demasiados núcleos por célula - una condición conocida como poliploidía que está expuesta por muchas células tumorales.

Los investigadores no sólo asignan O-GlcNAc y sitios de fosforilación, sino también midieron los cambios en la maquinaria de división celular, ya que, dice Hart, los cambios químicos actúan más como interruptores "dimmer", sencillo de los/apagado.

Tan importante como el descubrimiento de una comprensión más profunda de la división celular, Hart dice, esta extensa charla cruzada entre O-GlcNAc y la fosforilación es cambio de paradigma en materia de presentación de informes. Señalización es cómo una célula percibe su medio ambiente, y como regla su maquinaria en respuesta a los estímulos. El nuevo azúcar interruptores revelan la célula circuito es mucho más compleja de lo que se pensaba anteriormente, añade.

La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud.

Autores Johns Hopkins en el papel son Zihao Wang, Chad Slawson, Kaoru Sakabe, Win D. Cheung y Gerald W. Hart. Otros autores son Namrata D. Udeshi, Philip D. Compton, Jeffrey Shabanowitz y Donald F. Hunt, todos de la Universidad de Virginia.

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