Los trucos de magia funcionan porque aprovechan las suposiciones sensoriales del cerebro, engañando al público para que vea fantasmas o ignore los juegos de manos. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Francisco ha descubierto que incluso la levadura unicelular sin cerebro tiene sesgos sensoriales que pueden ser pirateadospor una ilusión cuidadosamente diseñada, un hallazgo que podría usarse para desarrollar nuevos enfoques para combatir enfermedades como el cáncer.
"La capacidad de percibir y responder al medio ambiente es un atributo básico de todos los organismos vivos, desde el más grande hasta el más pequeño", dijo Wendell Lim, PhD, autor principal del estudio. "Y también lo es la susceptibilidad a la percepción errónea.no importa si la ilusión se basa en sensores moleculares dentro de una sola célula o neuronas en el cerebro ".
En el nuevo estudio, publicado en línea el 19 de noviembre de 2015 en Science Express Lim y su equipo descubrieron que las células de levadura perciben falsamente un patrón de estrés cronometrado específicamente, causado por la alternancia entre niveles de sodio bajos y levemente aumentados, como una rampa de estrés masiva y en continuo aumento. En respuesta, los microbios terminanResponde demasiado y se suicida. Los resultados, dice Lim, sugieren una forma completamente nueva de ver las habilidades perceptivas de las células simples e incluso podrían usarse para desarrollar nuevos enfoques para combatir enfermedades utilizando el poder de la ilusión.
El tiempo de respuesta al estrés son las células de levadura '' talón de Aquiles '
"Este descubrimiento fue un poco un accidente en realidad", dijo Lim, presidente del Departamento de Farmacología Molecular y Celular de la UCSF, director del Centro de Biología Sintética y Sistemas de la UCSF e investigador del Instituto Médico Howard Hughes HHMI"Estábamos interesados en el tema general de cómo las células interpretan la información a lo largo del tiempo. La frecuencia es un aspecto clave de todas nuestras comunicaciones, ya sea escuchar el lenguaje o transmitir señales de radio, pero ¿las células mismas usan este tipo de información? Es algo que no hacemos"no sé mucho".
Para explorar esta pregunta, dos becarios posdoctorales en el laboratorio de Lim, Ping Wei, PhD, ahora en la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Pekín, y Amir Mitchell, PhD, establecieron un sistema que les permitió exponer la levadura a un estresor leve:un pequeño aumento de sal en el ambiente de la levadura, y para oscilar entre el aumento del nivel de sal y el nivel de referencia en diferentes frecuencias.
Normalmente, las moléculas sensoras en una célula de levadura detectan cambios en la concentración de sal e instruyen a la célula para que responda produciendo un químico protector. Después de esta respuesta transitoria, la célula puede continuar creciendo felizmente como si las condiciones no hubieran cambiado. Los investigadores encontraron que ellas células eran perfectamente capaces de adaptarse cuando activaban y desactivaban el estrés salino cada minuto o cada 32 minutos, pero para su sorpresa, cuando intentaron una oscilación de ocho minutos del mismo nivel de sal, las células dejaron de crecer rápidamente y comenzaron a morir.apagado.
"Eso fue solo un momento asombroso", dijo Mitchell. "Estas células deberían ser capaces de manejar este nivel de estrés osmótico, pero en una frecuencia particular simplemente se vuelven locas. Nunca habíamos visto algo así antes"."
¿Podrían usarse las ilusiones sensoriales para combatir el cáncer?
Mitchell, quien fue el primer autor del nuevo estudio, pasó a inspeccionar el mecanismo celular subyacente a esta toxicidad inesperada y dependiente de la frecuencia. Utilizando modelos matemáticos y experimentos en los que modificó el cableado molecular de la proteína quinasa activada por mitógeno MAPKLa vía que media el sistema de detección de sal de las células, reveló una percepción sensorial errónea: debido a la forma en que se establece la vía MAPK, las células interpretan una oscilación de ocho minutos como una escalera cada vez mayor de concentración de sal. Esto conduce a un excesoactivación de la respuesta protectora de las células, y finalmente a su muerte ver película.
"¿Por qué estas células habrían desarrollado esta extraña sensibilidad a las oscilaciones de sal?", Preguntó Mitchell. "Bueno, no creemos que lo hayan hecho. Es solo un efecto secundario del hecho de que las células de levadura de la red de señalización molecular usan para mediarEsta respuesta al estrés se optimizó para su entorno natural, en el que el estrés salino normalmente ocurre en una rampa que aumenta gradualmente, como si la levadura está sentada sobre una uva a medida que el rocío de la mañana se evapora lentamente. Es esta suposición por parte de la levadura: suanticipación de que el estrés seguirá empeorando, eso crea su talón de Aquiles "
El estudio sugiere que muchos tipos de células, incluidas las células humanas, pueden estar predispuestas a percepciones erróneas y podrían ser engañadas por ilusiones cuidadosamente diseñadas. Por ejemplo, dijo Mitchell, la vía de señalización por la cual las células cancerosas humanas responden a factores de crecimiento químico está estrechamente relacionadaa la vía MAPK de detección de estrés en la levadura. Por lo tanto, la identificación de percepciones erróneas específicas de las células podría ser explotada en última instancia para inducir a las células cancerosas a suicidarse, sugirió, mientras que daña mínimamente las células vecinas sanas.
"Por sí solo, este es un hallazgo humilde", dijo Lim, pero cree que tiene implicaciones más amplias para la investigación biomédica. "Al igual que nosotros, las células tienen percepciones sesgadas basadas en los patrones ambientales con los que han evolucionado. Al comprender estossesgos, podemos modular su comportamiento ", dijo." En particular, es sorprendente darse cuenta de lo importante que es el dominio del tiempo para las células. El patrón temporal con el que presentamos cualquier estímulo, ya sean concentraciones de sal, drogas o haces de luz,puede hacer toda la diferencia "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California, San Francisco UCSF . Original escrito por Nicholas Weiler. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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