Dentro de una celda, la muerte a menudo ocurre como la ola en un juego de béisbol.
Lo que comienza con dos manos lanzadas hacia el cielo impulsa a otra, y a otra, hasta que la ola se ha extendido a lo largo y ancho de todo el estadio. Este tipo de oleada rodante, estimulada por la actividad de una o algunas cosas, se conoce comoonda desencadenante. Un nuevo estudio de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford ha descubierto que este fenómeno guía una de las formas más conocidas y generalizadas de muerte celular: la apoptosis.
No es la primera vez que se identifican ondas desencadenantes en los microcosmos de la vida. El ciclo celular, una piedra angular de la biología celular en la que las células se dividen para formar nuevas células, también regula la producción a través de ondas desencadenantes. También lo hacen los potenciales de acción neuronales,que permiten que las neuronas transmitan señales a través de impulsos eléctricos. Y probablemente no termine ahí.
"Este trabajo es otro ejemplo de cómo la naturaleza hace uso de estas ondas desencadenantes, cosas de las que la mayoría de los biólogos nunca han oído hablar, una y otra vez", dijo James Ferrell, MD, PhD, profesor de química y biología de sistemas yde bioquímica en Stanford. "Es un tema recurrente en la regulación celular. Apuesto a que pronto comenzaremos a verlo en los libros de texto".
Una de las formas mejor entendidas de muerte celular, la apoptosis, aún logra desconcertar a los científicos. "A veces nuestras células mueren cuando realmente no queremos que lo hagan, digamos, en enfermedades neurodegenerativas. Y a veces nuestras células no muerencuando realmente queremos que lo hagan, digamos, en el cáncer ", dijo Ferrell." Y si queremos intervenir, debemos comprender cómo se regula la apoptosis ".
El estudio se publicará en ciencia 10 de agosto. Ferrell es el autor principal. El investigador postdoctoral Xianrui Cheng, PhD, es el autor principal.
se propaga como la pólvora
Las ondas de activación requieren dos elementos principales: un bucle de retroalimentación positiva y un pensamiento de umbral: dominó que caen. Un dominó colapsa sobre otro y hace que ese dominó se caiga sobre el siguiente. El umbral es la fuerza necesaria para derribar completamente la ficha;una ficha de dominó apenas por debajo de su umbral se tambalearía y volvería a colocarse en una posición vertical, mientras que una que haya alcanzado el umbral caería. Las ondas de activación en una célula apoptótica se rigen por ese mismo fenómeno. Una vez que se inicia la muerte celular, a través de una enfermedad oEn otra cosa, se activan proteínas asesinas específicas en la célula, llamadas caspasas. Estas proteínas luego flotan a otras caspasas y las activan; estas siguen su ejemplo hasta que toda la célula tiene que empacarla.
"Se propaga de esta manera y nunca se ralentiza, nunca se apaga", dijo Ferrell. "No disminuye en amplitud porque en cada paso del camino genera su propio ímpetu al convertir más moléculas inactivas en moléculas activas, hasta que la apoptosis se haya extendido a todos los rincones de la célula ".
Para ver cómo la muerte se apodera de una sola célula, Cheng y Ferrell usaron huevos de rana Xenopus. Un huevo es una sola célula y, a medida que avanzan las células, estas son enormes, lo que las convierte en las principales candidatas para observar cómo la muerte se propaga desde un extremo dela celda a la otra, lo que se puede hacer a simple vista.
Para empezar, los dos científicos tomaron líquido del huevo y lo insertaron en tubos de teflón, que tenían varios milímetros de largo, e iniciaron la apoptosis a través de una "señal de muerte" molecular. Mediante el uso de una técnica fluorescente vinculada a la activación de la apoptosis, Ferrelly Cheng pudo observar cómo el resplandor verde brillante se movía por el tubo a una velocidad constante, lo que indica que la apoptosis se estaba extendiendo a través de ondas de activación, a diferencia de algún otro mecanismo más rudimentario, como la difusión, que se ralentiza a medida que se mueve.
La pregunta era, ¿la apoptosis también se diseminó así en las células como ocurre naturalmente?
Pasar a la microscopía de fluorescencia aquí resultó más difícil, ya que los huevos de rana intactos son bastante opacos. Sin embargo, Cheng y Ferrell notaron que cuando los huevos de rana mueren, se produce una especie de ondulación de pigmentación en la superficie del huevo. Los científicos vieron que durante la muerte,una onda oscura se movía como una línea curva a través del huevo a una velocidad constante de un lado a otro. La velocidad de esta onda de superficie, que era constante y no se ralentizaba, hizo que se dispararan ondas aquí también.confirman, analizaron huevos moribundos individuales: cada huevo que había sufrido esta onda superficial contenía caspasa activada, mientras que los huevos que aún no habían pasado por las ondas no lo hicieron, más evidencia de que las ondas desencadenantes propagan la muerte celular también en una célula intacta.
una ola de ondas de activación
Hasta ahora, la apoptosis es la única forma de muerte celular en la que se han identificado ondas desencadenantes, pero Ferrell está investigando otros procesos en biología para ver si las ondas continuas podrían desempeñar un papel.
Ahora, están investigando si las ondas desencadenantes podrían ser responsables de cómo nuestra respuesta inmune innata se propaga de una célula a otra. Los virus se propagan de una célula a otra a través de ondas desencadenantes, por lo que tiene sentido que nuestra línea inicial de defensa inmune pueda emplearla misma táctica.
"Tenemos toda esta información sobre proteínas y genes en todo tipo de organismos, y estamos tratando de comprender cuáles son los temas recurrentes", dijo Ferrell. "Demostramos que la comunicación de largo alcance se puede lograr mediante ondas de activación,que dependen de cosas como bucles de retroalimentación positiva, umbrales y mecanismos de acoplamiento espacial. Estos ingredientes están presentes en todas partes en la regulación biológica. Ahora queremos saber dónde más se encuentran las ondas de activación ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina de Stanford . Original escrito por Hanae Armitage. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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