Los músculos están conectados a los tendones para impulsar los movimientos de los animales, como correr, nadar o volar. Las fuerzas son producidas por cadenas contráctiles de las proteínas actina y miosina, que están tirando de las conexiones músculo-tendón llamadas aditamentos. Durante el desarrollo animal, estos músculosLos accesorios tendinosos deben establecerse de modo que resistan altas fuerzas mecánicas durante toda la vida del animal. Un equipo interdisciplinario de investigadores de Marsella Francia, Munich y Münster ambos Alemania ha podido cuantificar las fuerzas mecánicas transmitidas por unproteína de fijación clave llamada Talin.
Los investigadores utilizaron los músculos de vuelo de la mosca de la fruta Drosophila para estas mediciones de fuerza molecular y descubrieron que una proporción sorprendentemente pequeña de moléculas de Talin experimenta fuerzas detectables en el desarrollo de las uniones músculo-tendón. También descubrieron que los músculos lidian con el aumento de las fuerzas del tejido mediantereclutando una gran cantidad de moléculas de Talin para los archivos adjuntos. De esta manera, muchas moléculas de Talin pueden compartir dinámicamente las altas fuerzas pico producidas durante las contracciones musculares, por ejemplo, durante el vuelo. "Este concepto de adaptación mecánica garantiza que las conexiones músculo-tendón puedan durar toda la vida".dice Sandra Lemke, estudiante de doctorado en biología en el Instituto de Bioquímica Max Planck que realizó la mayoría de los experimentos. El estudio fue dirigido por el Dr. Frank Schnorrer del Instituto de Biología del Desarrollo de la Universidad de Aix-Marsella y el Prof. Dr. Carsten Grashoffen la Universidad de Münster. Estos nuevos resultados han sido publicados en la revista PLOS Biología .
antecedentes y método
Las adherencias basadas en la integridad son estructuras importantes de las células animales que perciben la fuerza para sentir y resistir las fuerzas mecánicas. Los receptores de integridad son un componente importante de tales estructuras que se sientan en la superficie celular sondeando el entorno fuera de la célula y uniéndose a un extremo de Talin dentro delEl otro extremo de Talin se une al citoesqueleto contráctil de actina-miosina, por lo que Talin está en la ubicación perfecta para procesar las fuerzas moleculares. Por lo tanto, los investigadores insertaron un sensor de fuerza fluorescente en la proteína talina para investigar las fuerzas moleculares utilizando métodos de microscopía.
Estudios anteriores del grupo de investigación dirigido por Carsten Grashoff en el Instituto de Biología Celular Molecular de la Universidad de Münster ya habían demostrado que el 70 por ciento de todas las moléculas de Talin están expuestas a altas fuerzas en las llamadas adherencias focales, cuando las células se colocan en plástico duroo sustratos de vidrio en el laboratorio. Por lo tanto, los resultados de este nuevo estudio son muy sorprendentes: menos del 15 por ciento de las moléculas de Talin "sintieron" fuerzas medibles al desarrollar uniones musculares en un organismo intacto. Es importante saber que un músculo está conectadolas células de los tendones se encuentran en un entorno mucho más blando en comparación con las células en un plato de plástico duro en el laboratorio. Sin embargo, los músculos en desarrollo deben anticipar las altas fuerzas generadas durante las contracciones musculares en el futuro en la mosca adulta. Para prepararse para eso, los músculos reclutan a muchosMoléculas de talina e integridad en sus adherencias celulares.
Los científicos redujeron el número de moléculas de talina presentes en los músculos de vuelo de las moscas de la fruta utilizando métodos genéticos moleculares. Las moscas aún podían sobrevivir después de la intervención, pero sus conexiones músculo-tendón se rompieron durante los primeros intentos de vuelo, por lo que las moscasya no podían volar. Estos resultados demuestran que las conexiones entre las células deben adaptarse dinámicamente a las necesidades de cada tejido para garantizar la función de por vida. En el futuro, será emocionante explorar cómo las señales mecánicas logran el reclutamiento de la cantidad correcta de moléculasa la ubicación adecuada en las celdas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Münster . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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