Por primera vez, los investigadores han demostrado que un proceso biológico esencial conocido como la síntesis de proteínas se puede estudiar en las células madre adultas – algo que los científicos siempre se han esforzado por lograr. Los hallazgos revolucionarios del Instituto de Investigación del Centro Médico Infantil de la UT Southwestern (CRI) también demuestran que la cantidad exacta de proteína producida por las células madre que forman la sangre es crucial para su función.
El descubrimiento, publicado en línea en la revista Nature, mide la producción de proteínas, un proceso conocido como la traducción, y muestra que la síntesis de proteínas no sólo es fundamental para cómo las células madre se encuentran regulados, sino que también es fundamental para su potencial regenerativo.
«Dimos a conocer las nuevas áreas de la biología celular que nadie ha visto antes», dijo el Dr. Sean Morrison, director del Instituto de Investigación Infantil, Profesor de Pediatría, y el Presidente de Cook McDermott María en Genética Pediátrica de UT Southwestern Medical Center. «Nadie ha estudiado alguna vez la síntesis de proteínas en las células madre somáticas. Este hallazgo no sólo nos dice algo nuevo sobre la regulación de células madre, pero abre la posibilidad de estudiar las diferencias en la síntesis de proteínas entre muchos tipos de células en el cuerpo. Creemos que hay un mundo por descubrir de la biología que permite diferentes tipos de células para sintetizar proteínas a un ritmo diferente y de diferentes maneras, y que esas diferencias son importantes para la supervivencia celular».
El laboratorio del Dr. Adrian sálica en la Escuela de Medicina de Harvard químicamente modificado la puromicina antibióticos de una manera que hizo posible visualizar y cuantificar la cantidad de proteína sintetizada por las células individuales dentro del cuerpo. Dr. Robert A. J. Firmante, un investigador postdoctoral en el laboratorio del Dr. Morrison y primer autor del estudio, se dio cuenta de que este reactivo se podría adaptar para medir la síntesis de nuevas proteínas por las células madre y otras células en el sistema de formación de sangre.
Lo que se encontraron fue sorprendente, dijo el doctor Morrison. Los hallazgos sugieren que los diferentes tipos de células de la sangre producen cantidades muy diferentes de proteína por hora, y las células, en particular sintetizar mucho menos proteínas que cualquier otras células formadoras de sangre provienen.
«Este resultado sugiere que las células madre que forman la sangre requieren una menor tasa de síntesis de proteínas en comparación con otras células que forman la sangre» dijo el Dr. Morrison, autor principal del artículo.
Los investigadores aplicaron los resultados a un modelo de ratón con una mutación genética en un componente del ribosoma » la maquinaria que produce proteínas – Y la tasa de producción de proteína se redujo en las células madre por el 30 por ciento Los científicos también aumentaron la tasa de síntesis de proteínas eliminando el gen supresor de tumores PTEN en las células madre que forman la sangre en ambos casos, la función de células madre fue notablemente afectada.
En conjunto, estas observaciones demuestran que las células madre que forman la sangre requieren una tasa muy regulado de la síntesis de proteínas , de manera que aumenta o disminuye en función de que las células madre deterioro tarifa.
«Sorprendentemente, cuando los ratones mutantes ribosomal y los ratones mutantes PTEN fueron criados juntos, detener la función celular de regresar a la normalidad, y lo recomendamos fuertemente retrasado , y en algunos casos totalmente bloqueados, el desarrollo de la leucemia», dijo el doctor Morrison. «Todo esto sucedió porque la producción de proteínas en las células madre se volvió a la normalidad. Era como si dos errores hacen un derecho.»
Muchas enfermedade , incluyendo enfermedades degenerativas y ciertos tipos de cánceres, se asocian con mutaciones en la maquinaria que produce proteínas. Sin embargo, ¿por qué este es el caso aún no se ha entendido?
Descubrimientos como este plantean la posibilidad de que los cambios en la síntesis de proteínas son necesarias para el desarrollo de dichas enfermedades.
«Mucha gente piensa en la síntesis de proteínas en función de limpieza, ya que sucede detrás de las escenas en todas las células» dijo el Dr. firmante «La realidad es que una gran cantidad de funciones de limpieza están muy regulado. Han no sólo han estudiado lo suficiente como para reconocer la diferencia entre las células.
Creo que lo que estamos viendo con este estudio es sólo la punta del iceberg, donde el proceso de la producción de la proteína es probablemente muy diferente en distintos tipos de células».
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