El viaje espacial en un ambiente de gravedad reducida puede tener efectos duraderos en el cuerpo. Por ejemplo, las investigaciones muestran claramente que los astronautas experimentan una caída significativa en la densidad mineral ósea durante las misiones espaciales, pero los mecanismos moleculares precisos responsables de tales cambios en la estructura ósea sonpoco claro.
Ahora, Akira Kudo en Tokyo Tech, junto con científicos en Japón, realizó imágenes remotas en vivo en tiempo real para señales fluorescentes derivadas de osteoblastos y osteoclastos de peces medaka después de solo un día de exposición a la microgravedad a bordo de la Estación Espacial Internacional ISS. Encontraron aumentos en las señales GFP y DsRed impulsadas por promotores específicos de osteoblastos y osteoclastos un día después del lanzamiento, y continuaron durante hasta ocho días.
En sus experimentos, el equipo utilizó cuatro líneas transgénicas de doble medaka diferentes que se centran en la regulación positiva de las señales fluorescentes de los osteoblastos y los osteoclastos para aclarar el efecto de la gravedad en la interacción de los osteoblastos y los osteoclastos. También estudiaron los cambios en la expresión génica enel pez transgénico por análisis de transcriptoma así celulado.
Estos hallazgos sugieren que la exposición a la microgravedad indujo una "alteración dinámica de las expresiones génicas en osteoblastos y osteoclastos". Es decir, estos experimentos basados en imágenes en tiempo real de medaka desde la Tierra y el análisis de transcriptomas podrían ser el preludio para el establecimiento de un nuevoáreas científicas de investigación en "biología gravitacional?"
Metodología
La imagen en vivo de las señales de microscopía de fluorescencia de los peces a bordo de la EEI se monitoreó de forma remota desde el Centro Espacial Tsukuba en Japón.
La imagen en vivo de los osteoblastos mostró que la intensidad de DsRed de osterix y osteocalcina en los huesos faríngeos aumentó un día después del lanzamiento. Este efecto aumentado continuó durante ocho días para osterix y 5 días para osteocalcina.
En el caso de los osteoclastos, las señales fluorescentes observadas desde TRAP-GFP y MMP9-DsRed aumentaron significativamente al cuarto y sexto días después del lanzamiento.
El análisis fluorescente se complementó mediante el uso de análisis de transcriptoma para medir la expresión génica en los peces transgénicos. Los investigadores afirman que "HiSeq de huesos faríngeos de peces juveniles en el día 2 después del lanzamiento mostró una regulación ascendente de 2 osteoblastos y 3 osteoclastos-genes relacionados "
Además, se encontró que la transcripción del "núcleo" se mejoró significativamente según el análisis de ontología génica de todo el cuerpo de RNA-Seq, con los investigadores observando que los reguladores de la transcripción están más regulados en el día 2 en comparación con el día 6.
Finalmente, Kudo y el equipo identificaron 5 genes: c-fos y jun-b, pai-1 y ddit4, y tsc22d3 que estaban regulados en todo el cuerpo en los días 2 y 6, y en elhueso faríngeo el día 2.
fondo
Vivir en los llamados entornos de 'microgravedad', donde la fuerza de gravedad es considerablemente menor que en la Tierra, puede causar problemas significativos para el cuerpo humano. Se ha demostrado que los astronautas que pasan varios meses en el espacio sufrenreducción de la densidad mineral ósea, lo que lleva a problemas esqueléticos. Sorprendentemente, la pérdida de calcio comienza al menos 10 días después del lanzamiento en los astronautas en Skylab Flights, en cuanto a los síntomas que aparecen temprano en la órbita.
Los mecanismos moleculares precisos responsables de la pérdida de densidad ósea aún no se entienden completamente. El estudio actual de Kudo y su equipo es un paso importante para descubrir los mecanismos que rigen los cambios en la estructura ósea inmediatamente después del inicio de la microgravedad, cuando la pérdida ósea esMediante imágenes remotas en vivo desde el Centro Espacial Tsukuba del comportamiento de medaka a bordo de la ISS, encontraron aumentos significativos en GFP y DsRed impulsados por promotores específicos de osteoblastos y osteoclastos después de la exposición a la microgravedad. Los resultados implican que los cambios en osteoblastos ylos osteoclastos ocurren muy poco después del lanzamiento.
futuro
En el próximo experimento espacial, Kudo y sus colegas aclararán el papel del receptor de glucocorticoides GR en las células en la microgravedad.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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