Los científicos usan la "fuerza" (microscopía de fuerza atómica) para descifrar los secretos de nuestros intestinos

Marcha 26, 2016 Admin Salud 0 4
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El revestimiento de nuestra delgado es una importante barrera entre el mundo exterior y el cuerpo. Disponiéndose, el revestimiento de los intestinos cubriría el área de un campo de fútbol. Debe salir de nutrientes de nuestros alimentos por pero evitar la invasión por bacterias que causan la enfermedad, al mismo tiempo, el hogar de miles de miles de millones de bacterias beneficiosas necesarias para una buena digestión y la función inmune.

En la primera línea del sistema de defensa es una capa de moco que las líneas de toda la superficie del intestino. En el intestino grueso, la capa de moco es una estructura organizada, con una capa interior que bloquea las bacterias, y una capa externa en la que las bacterias beneficiosas (comensales) pueden prosperar. La capa de moco se compone de grandes proteínas llamadas mucinas con característica azucarado, o cadenas glicosiladas.




Dr Nathalie Juge y sus colegas del Instituto de Investigación de Alimentos, que está financiado estratégicamente por BBSRC, está llevando a cabo estudios encaminados a la comprensión del papel de la mucosidad en mantener un intestino sano y cómo mucinas interactúan con las bacterias en nuestros intestinos.

A nivel molecular, los grupos muestran proteínas de glicosilación de mucina que dan una apariencia de "botella-cepillo '. El tamaño de estas cadenas de azúcar moleculares varía con la ubicación y la edad del tejido, y anormalidades en mucinas se ve en las enfermedades inflamatorias del intestino tales como colitis ulcerosa, enfermedad de Crohn y cáncer de colon. Una miríada de diferentes conformaciones que las cadenas de azúcar pueden ocupar significa que las mucinas son increíblemente diferentes. Las diferencias se cree que ayuda a las bacterias comensales, con la unión específicos sitios, así como alimento necesario.

Las bacterias patógenas han desarrollado mecanismos para obligar a la mucina, como parte de su arsenal para vencer nuestras defensas. Nosotros, sin embargo, estamos muy por detrás de estas bacterias en la comprensión de la información codificada en estas cadenas de azúcares complejos. La comprensión de este 'glycocode' nos daría una nueva manera de mirar las interacciones fundamentales entre los microorganismos buenos y malos en nuestras entrañas, y también puede proporcionar nuevos conocimientos acerca de las enfermedades intestinales.

Estas interacciones ocurren a nivel molecular, con el fin de entender para nosotros que necesitan herramientas que trabajan a este nivel. IFR tiene un historial de uso pionero de una de estas herramientas, la microscopía de fuerza atómica (AFM).

AFM combina formación de imágenes de muy alta resolución, con una capacidad para sondear las fuerzas entre las moléculas. AFM funciona mediante la realización de un extremo de la aguja (la punta) montado en el extremo de un voladizo flexibles en la superficie de una molécula, tal como una persona ciega lectura Braille. Un láser rebota en el voladizo, la amplificación de la señal de modo que la AFM puede detectar distancias de hasta una millonésima de la anchura de una hoja de papel.

Patrick Gunning y Andrew Kirby, del grupo de AFM IFR, adaptados esta técnica unir moléculas de azúcar llamadas lectinas de unión a la voladizo AFM, a través de un enlazador flexible. Utilizaron este para sondear mucinas vinculadas a una superficie. Los resultados de este trabajo de colaboración se han publicado en la revista FASEB Journal.

"Es un poco como la pesca", dijo el Dr. Gunning. "Las moléculas de mucina se sumergen en solución salina, y flotan como un alga marina. Utilizamos lectinas como cebo. Dejamos a la línea hacia abajo hasta llegar a la parte inferior, y luego levante. Si la lectina es una molécula objetivo de azúcar en mucina, lágrima ".

Medir la distancia entre las barreras proporciona una imagen de lo que la molécula se asemeja mucina general. Repitiendo esto miles de veces, y luego trabajar con biomatemáticos IFR, era posible producir una "huella digital" que caracterizan a diferentes mucinas, lo que significa que podríamos distinguir entre las mucinas de diferentes partes del intestino.

Los investigadores ahora quieren ver las mucinas derivadas de tejidos enfermos, para profundizar en las diferencias en glycocode. También les gustaría entender cómo las bacterias leen y posiblemente manipulan la glycocode. En el laboratorio, los investigadores utilizaron enzimas específicas dirigidas a determinados azúcares en moléculas de mucina. Esto influyó en la estructura molecular de mucina, que a su vez cambió su distribución espacial. Algunas bacterias en nuestros intestinos también secretan estas enzimas, como un medio para reescribir la glycocode en su beneficio. Con esta nueva técnica en la mano, los investigadores continuarán sus esfuerzos para desbloquear los secretos dentro de nuestros cuerpos.

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