El desarrollo de la microscopía de súper resolución ha revolucionado la forma en que los científicos ven y comprenden el funcionamiento interno de la célula. Así como los avances en la tecnología de las cámaras satelitales dieron lugar a mapas muy detallados del mundo, la microscopía de súper resolución también permitió a los investigadores construirMapas detallados de células individuales Tal es el detalle, que no solo se puede lograr la ubicación de las máquinas individuales basadas en proteínas, sino que estas máquinas se pueden dividir en sus partes, y la posición y orientación de estas partes, también se pueden mapear.
En el cuerpo humano, las células rara vez funcionan de forma aislada. En su lugar, existen como parte de comunidades multicelulares que forman los tejidos y órganos. Para garantizar que el tejido funcione correctamente, las células individuales deben permanecer en contacto físico con las células circundantes. Cuando las células estánincapaz de mantener este contacto, pueden surgir enfermedades devastadoras, siendo el cáncer uno de los ejemplos más temidos.
Los sitios de adhesión célula-célula se encuentran en regiones específicas de la periferia celular. Aunque se conocían muchas de las partes proteicas que componen estos sitios de adhesión, los científicos aún tenían que determinar cómo encajaba cada parte para formar la máquina general.porque los componentes básicos de estas máquinas eran demasiado pequeños para los microscopios ópticos tradicionales y demasiado diversos para los microscopios electrónicos.
Una de las principales partes proteicas de estas máquinas son las proteínas 'cadherina'. La cadherina de una célula se extiende fuera de la célula e interactúa con la cadherina de otra célula. En el interior de la célula, la cadherina se une a proteínas 'adaptadoras', que esencialmente conectan la cadherina a una red de filamentos de proteínas conocida como citoesqueleto. Al forjar estos enlaces robustos, las adherencias de cadherina no solo conectan las células vecinas, sino que permiten que las células coordinen sus movimientos, mantengan la integridad de los tejidos y transmitan una gran cantidad de señales importantes parafunciones adecuadas de los tejidos.
Las imágenes de superresolución revelan una organización de múltiples capas de adherencias basadas en cadherina
Con microscopía de súper resolución a su disposición, un equipo de investigación internacional dirigido por el profesor asistente Pakorn Tony Kanchanawong del Instituto de Mecanobiología de Singapur MBI en la Universidad Nacional de Singapur NUS y el Departamento de Ingeniería Biomédica de NUS, así como la Dra. Cristina Bertocchi, investigadora en MBI, ha revelado, por primera vez, cómo se organizan los contactos célula-célula basados en cadherina. En el centro del estudio hay un "mapa" de cómo se ensamblan las piezasjuntos en una sofisticada máquina de adhesión célula-célula a nanoescala. El estudio se publicó en línea en Biología celular natural en diciembre de 2016.
Aquí, los investigadores 'mapearon' la posición y orientación de los bloques de construcción de proteínas de las adherencias de cadherina. Observaron un grado sorprendente de compartimentación en la organización de la maquinaria de proteínas donde los componentes estaban dispuestos en múltiples capas. La cadherina y los compartimentos del citoesqueletoparecía estar separada por una 'capa de interfaz', que contiene vinculina, una proteína elástica que durante mucho tiempo ha estado implicada en la capacidad de la célula para detectar la fuerza mecánica. En este caso, el Dr. Bertocchi observó que la vinculina podría sufrir una transformación dramática de cambio de forma,por lo que cambiaría de una forma compacta a una muy alargada. Esta forma alargada era suficiente para estirarse a una distancia de 30 nanómetros o más, que era la misma distancia que la cadherina se separó del citoesqueleto. En pocas palabras, la vinculina podría servircomo un puente para unir las capas de cadherina y actina.
Una investigación más a fondo de esta estructura destacó que la forma de la vinculina estirada o compacta estaba determinada tanto por la tensión mecánica como por las entradas de señales bioquímicas. Por lo tanto, la capacidad de la vinculina para interactuar selectivamente con un citoesqueleto de actina altamente dinámico resalta el papel de la vinculina ensintonizar las propiedades mecánicas de los contactos célula-célula en respuesta a entradas variables del entorno extracelular.
La capacidad de observar, bajo un microscopio, máquinas moleculares como la adhesión célula-célula basada en cadherina destaca el poder de la microscopía de súper resolución. En este caso, las partes de la proteína que componen la adhesión célula-célula han sido mapeadas,permitiendo a los investigadores comprender mejor cómo se forman, mantienen y regulan los contactos célula-célula.
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Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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