En las células humanas, el núcleo está encerrado por una estructura llamada complejo de poros nucleares NPC. Actúa como un "guardián de puerta" que controla el transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma circundante la solución que contiene proteínas en el interiorde una célula .El NPC consiste en proteínas conocidas como nucleoporinas; algunas de ellas, las llamadas FG-NUP, pertenecen a la clase de proteínas intrínsecamente desordenadas IDP y son capaces de formar separación de fase líquido-líquido LLPS, que carece de una estructura terciaria bien definida es decir, una forma tridimensional particular. Aunque se sabe mucho sobre los FG-NUP, ha faltado una comprensión profunda de cómo varía su estructura en el tiempo y el espacio. Pero ahora, al aplicarmicroscopía de fuerza atómica de alta velocidad HS-AFM, Richard Wong de la Universidad de Kanazawa y sus colegas proporcionan información muy necesaria sobre la estructura espacio-temporal de los FG-NUP.
La técnica utilizada por los investigadores, HS-AFM, se usa típicamente para obtener imágenes de superficies. Se hace que un pequeño voladizo se mueva sobre la superficie; en cualquier momento, la fuerza experimentada por la sonda en voladizo se puede convertir en una medida de alturaUn escaneo de toda la superficie da como resultado un mapa de altura de la muestra. Al escanear repetidamente la superficie rápidamente, se obtiene un video de su estructura en evolución. Aplicando HS-AFM a FG-NUP, Wong y sus colegas pudieron medir variosde las propiedades de las moléculas, incluida la velocidad de extensión de los filamentos FG-NUP estructuras sobresalientes en forma de hilo, sus ángulos de flexión y cómo forman nudos.
Los científicos estudiaron FG-NUP en células normales de colon y en células de cáncer colorrectal y organoides. Descubrieron que la primera presentaba menos dinámica conformacional. Una conclusión particularmente interesante es que en las células de cáncer de colon, la estructura del denominado tapón centrales más pequeño y no puede desarrollar características filamentosas tan fácilmente como en las células normales, un hallazgo con alta relevancia clínica.
Los resultados de Wong y sus colegas con respecto al enchufe central son muy importantes y oportunos, ya que su morfología y función han sido objeto de debate. Los investigadores ahora brindan pruebas sólidas de que el enchufe central consiste al menos parcialmente en FG-NUP.
Además de demostrar que HS-AFM es una herramienta capaz de visualizar el movimiento del filamento FG-NUP en tiempo real, otra implicación del trabajo de los científicos es "que los nanomateriales bio-reciclados [como los nanoporos NPC] ... tienen ventajas biocompatibles... directamente derivado de células y organoides, en lugar de otros nanomateriales diseñados [como, por ejemplo, nanotubos de carbono, que pueden inducir tumores y patologías relacionadas] abriendo una nueva vía para la ingeniería de nano-tejidos ".
Información de fondo
complejo de poros nucleares
El núcleo de una célula es de importancia clave para cualquier organismo. Almacena y organiza la información genética ADN de una manera que la separa de otros componentes celulares en el citoplasma circundante. El complejo de poros nucleares NPC, una proteína muy grandeEl complejo vestido alrededor del núcleo, es el 'guardián de la puerta' en el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citoplasma; deja pasar el material que debería llegar al núcleo y bloquea el material que no debería. Esta comunicación puede ocurrir debido a los poros en el NPC,estructuras construidas a partir de proteínas conocidas como FG-NUP. Los FG-NUP no tienen formas bien definidas; en cambio, varían en el tiempo y el espacio. Al aplicar una técnica llamada microscopía de fuerza atómica de alta velocidad, Richard Wong de la Universidad de Kanazawa y sus colegas hanahora proporcionó información nueva y valiosa sobre la estructura espacio-temporal de los FG-NUP de células normales y cancerosas.
microscopía de fuerza atómica
La microscopía de fuerza atómica AFM es una técnica de imagen en la que la imagen se forma escaneando una superficie con una punta muy pequeña. El movimiento de escaneo horizontal de la punta se controla mediante elementos piezoeléctricos, mientras que el movimiento vertical se convierte en un perfil de altura,resultando en una distribución de altura de la superficie de la muestra. Como la técnica no involucra lentes, su resolución no está restringida por el llamado límite de difracción. En una configuración de alta velocidad HS-AFM, el método puede usarse para producirpelículas de la evolución estructural de una muestra en tiempo real. Wong y sus colegas han utilizado con éxito HS-AFM para estudiar la dinámica de los FG-NUP, proteínas que juegan un papel clave en la función de regulación del transporte del complejo de poros nucleares situado entre el núcleo de una célula yel citoplasma circundante
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kanazawa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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