La mitosis, cómo una célula se divide y se convierte en dos, es uno de los procesos fundamentales de la vida. Los investigadores de EMBL ahora han producido el primer mapa interactivo de proteínas que hace que nuestras células se dividan, permitiendo a los usuarios rastrear exactamente dónde y en quéagrupa las proteínas que impulsan el proceso de división. Este primer atlas de proteínas dinámico de la división celular humana se publica en Naturaleza el 10 de septiembre de 2018.
En 2010, un gran estudio dirigido por el mismo grupo EMBL identificó qué partes del genoma humano se requieren para que una célula humana se divida, como parte del proyecto MitoCheck de la UE. Pero las células no se ejecutan en el ADN genómico; correnen las proteínas que codifica. Las proteínas realizan la mayor parte del trabajo en una célula, formando el nivel operativo de la célula. Los procesos como la mitosis requieren la estrecha coordinación de cientos de proteínas diferentes en el espacio y el tiempo. Las proteínas a menudo trabajan en grupos, de forma similar al especialistaequipos de trabajadores de la construcción en una gran obra.
"Hasta ahora, los laboratorios individuales han estado buscando principalmente proteínas individuales en células vivas", dice Jan Ellenberg, el líder del grupo en EMBL que dirigió el proyecto. "Con el apoyo del proyecto de seguimiento de la UE MitoSys, ahora pudimos tomarun enfoque de sistemas y mire el panorama general estudiando las redes dinámicas que muchas proteínas forman en las células humanas vivas ".
El Atlas de células mitóticas resultante integra estos datos en un modelo informático interactivo 4D. En este recurso público, los científicos pueden elegir libremente cualquier combinación de proteínas mitóticas y ver en tiempo real dónde y con quién trabajan durante la división celular.
Se rastrean cinco proteínas diferentes durante la división celular desde la metafase a la telofase: AURKB rojo, NUP107 verde, CENPA púrpura, CEP192 amarillo y TUBB4B cian. El video * representa lo que los usuarios podríancrear por sí mismos al usar la página de inicio del atlas mitótico celular: http://www.mitocheck.org/mitotic_cell_atlas/
Compartir las herramientas para hacer más atlas celulares
La división celular es un proceso esencial de la vida. Cuando sale mal, pueden ocurrir defectos como problemas de fertilidad y cáncer. Ellenberg: "Además de la mitosis, las tecnologías desarrolladas aquí pueden usarse para estudiar proteínas que impulsan otras funciones celulares, por ejemplo, célulasmuerte, migración celular o metástasis de las células cancerosas. Al observar las redes dinámicas que forman estas proteínas, podemos identificar vulnerabilidades críticas, puntos en los que solo hay una proteína responsable de unir dos tareas sin una copia de seguridad ".
Observar los procesos relevantes para la enfermedad desde un punto de vista dinámico de la red proporciona una nueva perspectiva para encontrar sus enlaces críticos, donde se pueden cortar o volver a cablear para fortalecerlos. Para permitir más estudios de este tipo en el futuro, los métodos experimentales, los cuantitativosplataforma de microscopía, y el código para crear atlas de proteínas dinámicas ahora están disponibles para que otros lo usen.
Contando proteínas en células vivas
El estudio actual analizó las células HeLa, una línea ampliamente utilizada de células cancerosas humanas. 28 proteínas que son importantes para la mitosis se hicieron fluorescentes principalmente mediante la edición del genoma CRISPR / Cas. Estas proteínas se rastrearon mediante microscopía confocal 3D, para ver dóndeen la célula en la que se encuentran en cada momento. El microscopio es tan sensible que incluso es posible contar las proteínas, por lo que los investigadores saben ahora si hay 100, 1000 o 10,000 proteínas en un lugar determinado. Para todas las proteínas, estaslos datos se integraron en un modelo informático interactivo, cuya creación fue en realidad la mayor parte del proyecto.
En total, hay alrededor de 600 proteínas diferentes involucradas en la mitosis en las células humanas. Completar el conjunto de datos para todas las 600 permitiría a los científicos comprender completamente la transmisión de información dentro de una célula en división y cómo las decisiones, como pasar de un ciclo celularfase a la siguiente: se realizan. Esto llevará varios años más de trabajo. "En EMBL, estamos constantemente agregando información al atlas mediante la obtención de imágenes de más proteínas de la misma manera estandarizada", dice Stephanie Alexander, gerente de investigación en Ellenberg de EMBL.grupo ". A la larga, una visión general completa de todas las proteínas de la célula nos permitirá ver cómo los diferentes procesos importantes de la vida, como la división celular y la muerte celular, por ejemplo, están vinculados entre sí.punto de vista de la red "
* VIDEO: http: /
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Laboratorio Europeo de Biología Molecular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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