Durch das Studium der Fruchtfliege Eierstöcke, Johns Hopkins Wissenschaftler haben entdeckt, dass ein Protein bekannt zu blockieren Zelltod hat auch die völlig unabhängige Rolle der normalen Zelle, die Bewegung.
Die Entdeckung schafft einen unerwarteten neuen Weg zu folgen, die Anstrengung zu verstehen, die biochemischen Schritte hinter Zellen "-Bewegung, ein kritischer Aspekt der embryonalen Entwicklung und die Ausbreitung von Krebs. Die Arbeit ist in der 8. Juli Ausgabe von Cell.
Durch das Studium Fruchtfliegen Engineered, um zusätzliche Verwendung von Random Gene, die Hopkins-Team entdeckte, dass ein Protein namens "Inhibitor der Apoptose-1" (oder IAP) können die eng Choreographie zelluläre Bewegung, die ein natürlicher Bestandteil Fruchtfliege als Eierstöcke Eizellen reifen .
"Diese Entdeckung war völlig unerwartet", sagt Denise Montell, Ph.D., Professor für Biologische Chemie in Johns Hopkins' Basic-Institut für Biomedizinische Wissenschaften. "Auf der Grundlage von, was bekannt war, über dieses Protein die Funktion in Blocking Zelltod, hätte es keine Möglichkeit, vorherzusagen, seine Beteiligung an Zell-Migration."
Stattdessen, Doktorand und Postdoc-Stipendiat nun Erika Geisbrecht und Montell auf "Forward Genetik", ein Ansatz, bei dem die Wissenschaftler Änderung der Expression von Genen zufällig, suchen Sie nach einer bestimmten Wirkung in die sich daraus ergebenden fliegt und dann herauszufinden, welche Gene war betroffen.
In Geisbrecht der Experimente, eine kleine Anzahl von Zellen in der Fruchtfliege Eierstöcke hatte einen dysfunktionalen Protein namens Rac, die verursacht diese Zellen nicht ordentlich bewegen und die Fliegen zu steril. Geisbrecht dann zufällig erhöhte Produktion anderer Gene in den Zellen und sah für Fliegen, deren Fruchtbarkeit restauriert wurde, ein offensichtliches Zeichen dafür, dass ihre zellulären Choreographie hatte wieder normal.
"Die Idee ist einfach - wenn die Zelle Migration Problem verbessert, die overexpressed Gen müssen feste oder Ausgleich für den Mangel an funktionellen Rac", sagt Montell.
Die Fruchtfliege Ovar besteht aus etwa 100 Eier Kammern, die jeweils aus 16 Zellen - 15 "Krankenschwester" Zellen und ein Eizelle, die wird das Ei - umgeben von einer Schicht von mehreren hundert Epithelzellen. An einem bestimmten Punkt in der Entwicklung der Eier, eine einzige kleine Cluster dieser epithelialen Zellen der Regel löst sich von den anderen und bewegt sich vom Rand des Ei-Kammer in der Mitte, zwischen Gleit-Krankenschwester Zellen und Herkunft zur Ruhe am Rande der Eizelle .
In Ei Kammern, deren Zellen fehlten Rac die Funktion, die epithelialen Cluster selten war es noch halbwegs auf die Eizelle. Rückkehr einer Arbeitsgruppe Rac Proteine an dieser Zellen erlaubt etwa die Hälfte der epithelialen Clustern auf, ihre Reise, wie Überexpression von IAP und Überexpression von Proteinen namens Aktin und profilin, zwei Komponenten von Zellen "interne Skelette, die Forscher gefunden.
Sobald IAP wurde festgestellt, dass die "Rettung" Protein, Geisbrecht festgestellt, dass die IAP Auswirkungen auf die Zelle Migration Stammzellen nicht von seinen zuvor bekannt Rolle bei der Vermeidung der Zelltod, sondern von seiner Fähigkeit zur Bindung an und blockieren Enzyme genannte Caspasen, dass kauen bis eine Vielzahl von Proteine. By doing so, IAP wird verhindert, dass die Zerstörung einer ganzen Reihe von anderen Proteinen.
Montell sagt, sie werde versuchen, die "nachgelagerten" Proteine, die möglicherweise mehr direkt verantwortlich für die Wiederherstellung der Fruchtbarkeit in fliegt mit dysfunktionalen Rac. Zwei erste Kandidaten sind Aktin und profilin, sagt sie, und andere Komponenten von Zellen "interne Skelette werden auf der" Short List ", zu, da die Zellen haben, um neben und Wiederaufbau ihrer Skelette, um sich zu bewegen.
"Wenn diese offensichtliche Wahl ist nicht pan aus, wir gehen zurück auf eine vorausschauende genetische Bildschirm", sagt Montell. "Dann können wir lassen das Tier uns sagen, was passiert."
Wie immer, Montell und ihre Kollegen werden genetische Tricks, damit sie können die Gene in einer begrenzten Anzahl von Zellen im Eierstock. Dabei können sie zu studieren Gene, deren Funktionen, verändert, wenn in der gesamten Tier, würde nicht zulassen, das Insekt voll zu entwickeln. Die Verwendung dieser so genannten Mosaik Fliegen ist von entscheidender Bedeutung für das Studium Zell-Migration, da die Migration aller bekommt die Zellen eines sich entwickelnden Embryo, wo dies notwendig sein werden, um eine normale, lebensfähigen Insekt.
Autoren der Studie sind Geisbrecht und Montell. Die Arbeit wurde mit Mitteln des National Institute of General Medical Sciences, Teil der National Institutes of Health.
- JHMI -
Auf der Internetseite:
http://www.cellpress.com
Eine frühere Version auf Montell die Arbeit:
http://www.hopkinsmedicine.org/press/2002/JANUARY/020110.htm
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