El cloruro desempeña un papel clave en la formación de la membrana basal, una supraestructura en el exterior de las células que subyace y guía la función de la mayoría de los tejidos del cuerpo.
En particular, el cloruro señala el ensamblaje de "andamios inteligentes" de colágeno IV, un paso crítico en la formación de la membrana basal, informaron investigadores del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt VUMC en el Revista de biología celular .
"Este es un descubrimiento fundamental", dijo el autor principal Billy Hudson, Ph.D., Elliott V. Newman Profesor de Medicina y director del Centro de Biología Matricial. Es la primera función de señalización identificada para el cloruro, un electrolito que ayudamantener el volumen sanguíneo, la presión arterial y el equilibrio ácido / base adecuados.
El papel recientemente descubierto del cloruro en el establecimiento de un "microambiente" en el exterior de las células resalta la importancia del colágeno IV en la evolución de los tejidos animales, dijo Hudson. También sugiere una forma potencial de tratar o prevenir enfermedades que afectan la membrana basal.
Diecinueve científicos de varios departamentos y centros de investigación de VUMC y la Universidad de Vanderbilt contribuyeron al estudio, que comenzó hace nueve años. Cuatro coautores participaron en el programa de investigación de verano "Aspirnaut" para estudiantes de secundaria y universitarios de entornos desfavorecidos co-fundado por Hudson y su esposa, Julie Hudson, MD
Los andamios de colágeno IV se encuentran en todo el reino animal. Proporcionan resistencia a la tracción a los tejidos epiteliales, atan diversas macromoléculas y factores de crecimiento, y se unen a las integrinas receptores de la superficie celular.
A este respecto, estos andamios extracelulares son un "GPS molecular", dijo Hudson, "cargado de información sobre cómo las células crecen y se comunican entre sí". Sin embargo, incluso los sistemas de comunicación de matriz celular pueden "explotar". Eso eslo que la diabetes le hace al riñón y el cáncer a los tejidos, dijo. Interrumpe la comunicación.
Durante los últimos 45 años, Hudson y sus colegas han ayudado a definir la estructura y función de los andamios de colágeno IV.
La molécula del bloque de construcción es una triple hélice, tres hebras retorcidas juntas como una soga. Un extremo de cada cadena en forma de soga está cubierto con un glóbulo de moléculas de aminoácidos llamado "dominio" NC1. El ensamblaje del andamio se inicia cuando los dominios de dosmoléculas de triple hélice se unen.
Christopher Cummings, Ph.D., Vadim Pedchenko, Ph.D., y Kyle Brown, Ph.D., los primeros tres autores del artículo, lideraron el estudio actual, que comenzó cuando se encontró cloruro en la superficie deun dominio cristalizado. Eso hizo que los investigadores se preguntaran: ¿podría el cloruro regular el ensamblaje de las cadenas de colágeno IV en andamios?
A través de una serie de experimentos, demostraron que ese era el caso: el cloruro es absolutamente necesario para el ensamblaje de colágeno IV en el exterior de las células. Cuando el cloruro se une a los dominios NC1, "activa el interruptor" al inducir un cambio conformacional, permitiendopara que encajen como piezas de rompecabezas.
Dado que estos motivos de unión se encuentran en todo el reino animal, "inferimos que el interruptor es un mecanismo fundamental del ensamblaje del andamio de colágeno IV", concluyeron los investigadores.
Los investigadores también mostraron que el ensamblaje del andamio se interrumpió en las moscas de la fruta con una mutación en el gen para el dominio NC1. Mutaciones similares en humanos se han asociado con derrames cerebrales y con la enfermedad de Alport, una enfermedad genética que causa pérdida auditiva y pulmón y riñóndañar.
En un editorial que acompaña al artículo, Hudson dijo que el descubrimiento es "solo una pequeña ventana a esta compleja maquinaria extracelular". Pero un día, agregó, puede ser posible tratar ciertos trastornos de la membrana basal alterando el interruptor de cloruro.
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Vanderbilt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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