Zellen sind sehr gesprächig: Hier ist, was sie mögen sagen:
Lebewesen sind gesprächig Kreaturen. Auch wenn sie nicht tatsächlich klingt, machst Organismen kommunizieren ständig über chemische Signale dieser Kurs durch ihre Systeme.
In mehrzelligen Organismen wie Menschen Gehirnzellen nennen könnte: "Ich bin in Not!" signalisieren Sie anderen helfen, eine schützende Reaktion zu montieren. Einzellige Organismen wie Bakterien übertragen können, "müssen wir uns halten zusammen, um zu überleben!" so dass sie bestimmte Tätigkeiten koordinieren können, die sie Solo durchführen können.
Neben Signale aussenden, haben Zellen, Informationen zu erhalten. Um ihnen dabei zu helfen, verwenden sie molekulare "Ohren" genannt Rezeptoren auf ihrer Oberfläche. Wenn ein Botenstoff an einen Rezeptor heftet, sagt die Zelle was vorgeht und verursacht eine Reaktion.
Wissenschaftler gefördert durch die National Institutes of Health folgen den Dialog lernen wie Zelle Signale beeinflussen Gesundheit und Krankheit. Forscher sind auch Ausgangspunkt zur Teilnahme an den zellulären Gespräche einfügen eigener Kommentare mit dem Ziel der Entwicklung von Therapien, die einem kranken System richtig eingestellt.
Signalisierung einer langen, dünnen Lebens
In zellulären Gespräche die "Worte" nehmen häufig die Form von kleinen Molekülen oder Chemikalien, veröffentlicht von einer Zelle und von Rezeptoren auf einem anderen empfangen. Bei mehrzelligen Tieren sind Hormone eine häufige Form der chemischen Nachricht.
Zum Beispiel, lassen unsere Leberzellen das Hormon FGF21 Fettzellen zu sagen, wann es Zeit ist, etwas Fett zur Energiegewinnung verbrennen. Dieses Signal macht FGF21 von Interesse für Wissenschaftler, die Behandlung von Adipositas und Typ 2 Diabetes wollen.
Untersuchen die Rolle des Hormons, David Mangelsdorf und Steven Kliewer von der University of Texas Southwestern engineered Medical Center Mäuse um zusätzliche FGF21 zu produzieren. Das dramatische Ergebnis: kleinere Mäuse, obwohl sie normale Proportionen von Fetten und mageren Masse hatte. Es stellt sich heraus, dass das FGF21 Signal andere Signale Wachstum beteiligt unterbricht. Eine weitere wichtige Änderung war, dass die Mäuse im Vergleich zu den typischen 2 für bis zu 4 Jahre lebte.
Aber es auch negative Auswirkungen gab. Die Mäuse mit zusätzlichen FGF21 hatte geringe Knochendichte, als ob sie Osteoporose bekamen. Und die weiblichen Mäusen konnten nicht Welpen. Mangelsdorf und Kliewer versuchen, herauszufinden, was andere Nebenwirkungen der FGF21 signal in verschiedenen Teilen des Körpers haben könnte.
"Hier ist eine Verbindung, die ist ein potenzieller Anti-Adipositas-Medikament und vielleicht auch machen Sie lange Leben, wenn die Nebenwirkungen überwunden werden könnte...", sagt Mangelsdorf. Jetzt arbeiten er und Kliewer um besser zu verstehen, genau wie FGF21 diese positiven und negativen Veränderungen im Körper erzeugt.
Stopfen Sie Tumoren
In dem hin und her des Mobilfunkes sind Endothelzellen wichtige Akteure. Diese Zellen, die Wände der Blutgefäße auskleiden, sind Rezeptoren, die Verarbeitung von Informationen wie z. B. die Rate des Blutflusses abgedeckt. Molekulare Signale senden sie auch die Kontrolle der Blutgerinnung, Immunreaktionen und anderen Prozessen.
Darüber hinaus endotheliale Zellen kommunizieren mit Krebszellen, deren Wachstum Einhalt zu Gebieten, sagt Elazer Edelman des Massachusetts Institute of Technology und Harvard Medical School. Aber ein Tumor sendet Signale eigene, überzeugende Endothelzellen, Signale zu senden, das Krebswachstum zu unterstützen.
Edelman entwickelte eine Behandlung, die helfen könnten: ein Paket von gesunden Endothelzellen, implantiert in der Nähe eines Tumors, die fungiert als Backup für den Körper verhindern die Krebs-controlling Endothel. Die implantierten Zellen produzieren komplexe Botschaften – Edelman hat noch nicht alle Elemente definiert — den Krebs im Zaum zu halten.
In Tests, die er getan hat, mit Mäusen, die Implantate unterdrücken Krebs, aber Edelman hat noch, herauszufinden, welche Arten von Krebs am besten reagieren. Seine Mitarbeiter haben die Implantate auch bei gesunden Menschen, um sicherzustellen, dass sie sicher sind, bevor Sie versuchen sie bei Krebspatienten getestet.
Bakterien-Stummschaltung
Bakterien kommunizieren mit einem Prozess namens Quorum sensing miteinander. Durch das Senden und für "Ich bin hier" Signale hören, können sie herausfinden, ob sie allein oder in einer Gemeinschaft sind. Sobald eine Reihe von Zellen zusammen sind – bilden ein "Quorum" – sie Verhalten sich anders als wenn sie allein waren. Sie dringen in Wirtszellen oder Giftstoffe oder Biofilme zu starten.
Wenn Wissenschaftler zum Schweigen Quorum signalisiert bringen konnte, sie bakterielle Schäden an den Zellen blockieren könnte, aus Sicherheitsgründen Vern Schramm am Albert Einstein College of Medicine der Yeshiva University. Sein Labor arbeitet an Chemikalien, die schalten Sie die Aktivität von Enzymen, Proteinen, die biologische Reaktionen beschleunigen.
Bakterien benötigen das Enzym MTAN für Quorum sensing. Schramm entwickelt einen Inhibitor, der MTAN, wie ein Schlüssel ins Schloss stecken zu Staus. "Diese Kürzungen die Telegraphendrähten zwischen den Bakterien, so dass sie nicht kommunizieren können," sagt er.
Schramm Inhibitor hat einen Vorteil gegenüber Antibiotika derzeit vorgeschrieben. Diese Medikamente töten Bakterien, aber die Bakterien sind in der Lage, Möglichkeiten, um den Angriff ausweicht entwickeln. Dies führt zu Antibiotika-Resistenz, die ein ernstes Problem ist, weil Ärzte aus Drogen ausgeführt werden, die gegen Bakterien wirken. Aber Schramm Cholera-Bakterien mit MTAN-Inhibitoren für 26 Generationen wuchs, und sie nie eine Möglichkeit entwickelt, die Behandlung zu entkommen. Schramm ist derzeit auf der Suche um zu entwickeln, die Inhibitoren in nennt er "ewige Antibiotika."
Schramm hätte nie gedacht, dass wäre sein Ziel – begann er seine Karriere nur versuchen zu verstehen, Enzyme. Er weist darauf hin, dass dies ein gutes Beispiel dafür, wie Grundlagenforschung über grundlegende Prozesse wie zellulare Kommunikation den Weg zu neuen Medikamenten führen kann.
This im Life Science-Artikel wurde bereitgestellt, um zu Leben-Wissenschaft in Zusammenarbeit mit der Nationales Institut der allgemeinen medizinischen Wissenschaften und ein Teil der National Institutes of Health .
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