پادشاهی ها با هم برخورد می کنند در حالی که باکتری ها و سلول ها اتصالات جذاب را تشکیل می دهند | اخبار MIT

در کتابهای درسی زیست شناسی ، شبکه آندوپلاسمی اغلب به عنوان یک اندامک جداگانه و جمع و جور در نزدیکی هسته توصیف می شود و معمولاً به دلیل مسئولیت قاچاق پروتئین و ترشح شناخته می شود. در حقیقت ، ER عظیم و پویا است ، در سلول گسترده است و قادر به برقراری تماس و ارتباط با و بین اندامک های دیگر است. این تماس های غشایی فرآیندهای مختلفی از جمله متابولیسم چربی ، متابولیسم قند و واکنشهای ایمنی را تنظیم می کنند.

بررسی چگونگی دستکاری و ربودن فرایندهای اساسی برای ترویج چرخه زندگی خود می تواند چیزهای زیادی را در مورد عملکردهای اصلی سلولی نشان دهد و ایده ای از امکانات مناسب برای درمان پاتوژن های مورد مطالعه کافی ارائه دهد.

یک مطالعه جدید از آزمایشگاه لامسون در گروه زیست شناسی در MIT ، که اخیراً در منتشر شده است سلولی نشان داده است که Rickettsia Parkeriپاتوژن باکتریایی ، که به صورت آزاد در سیتوزول زندگی می کند ، می تواند به روشی گسترده و پایدار با شبکه آندوپلاسمی خشن در تعامل باشد و ارتباطات بی سابقه ای با ارگانل برقرار کند.

این اولین نمونه شناخته شده از مکانی برای مقاربت مستقیم بین پاتوژن باکتریایی داخل سلولی و غشای یوکاریوتی است.

مطالعات آزمایشگاه لاماسون پارکر R. به عنوان یک مدل برای آلوده کردن ویروس تر Rickettsia Rickettsiiحرف R. Rickettsiiمنتقل و منتقل شده توسط کنه ها باعث لکه بینی کوه های پوست سر می شود. در صورت عدم درمان ، عفونت می تواند به عنوان علائم شدید به عنوان نارسایی اندام و مرگ ایجاد شود.

ریکتیا مطالعه دشوار است زیرا این یک بیماری زا ضروری است ، به این معنی که می تواند مانند سلولهای زنده مانند ویروس زندگی و تولید مثل کند. محققان باید خلاق باشند تا سوالات اساسی و بازیکنان مولکولی را در آن تجزیه و تحلیل کنند پارکر R. چرخه زندگی و تعداد زیادی هنوز مشخص نیست چگونه پارکر R. گسترش می یابد

محل اتصال به تقاطع

اولین نویسنده Yamilex asevedo-Sanchez ، فارغ التحصیل برنامه BSG-MSRP-Bio و در آن زمان از یک دانش آموز فارغ التحصیل شده است ، با اورژانس روبرو می شود و پارکر R. تعامل هنگام تلاش برای نظارت ریکتیا رسیدن به یک ترکیب سلولی.

مدل فعلی برای ریکتیا عفونت شامل می شود پارکر R. انتشار یک سلول در سلول با سفر به مناطق تماس تخصصی بین سلول ها و مصرف از یک سلول مجاور برای گسترش. Listeria Monocytogenes ، که آزمایشگاه لامازون نیز در آن مطالعه می کند ، از دم اکتین برای حرکت با قدرت در یک سلول مجاور استفاده می کند. برخلاف این ، پارکر R. ممکن است یک دم اکتین تشکیل شود ، اما قبل از رسیدن به ترکیب سلولی آن را از دست می دهد. به نوعی پارکر R. هنوز هم می تواند در سلولهای مجاور پخش شود.

پس از سمینار MIT برای عملکردهای دپارتمان کمتر شناخته شده ، Asevedo-Sanches یک خط سلولی برای نظارت بر اینکه آیا ریکتیا برای رسیدن به تقاطع سلول می تواند با سوار شدن به اورژانس به سلولهای مجاور گسترش یابد.

در عوض ، او درصد بالایی از آن را دید پارکر R. محاصره و پیچیده شده توسط ER ، در فاصله حدود 55 نانومتر. این فاصله قابل توجه است زیرا تماس های غشایی برای سازماندهی بین سلولهای یوکاریوتی اتصالات 10-80 نانومتر عرض را تشکیل می دهد. محققان رد كردند كه آنچه كه آنها دیده اند پاسخ ایمنی نیست و بخش های اورژانس در تعامل با آنها پارکر R. آنها هنوز به شبکه وسیع تر اتاق اورژانس متصل بودند.

Asevedo-Sanchez می گوید: “من فکر می کنم اگر می خواهید زیست شناسی جدید بیاموزید ، فقط به سلول ها نگاه کنید.” “دستکاری در اندامک که ارتباط با سایر اندامک ها را برقرار می کند می تواند راهی عالی برای دریافت پاتوژن برای کنترل در هنگام عفونت باشد.”

اتصالات پایدار غیر منتظره بود زیرا اتاق اورژانس دائماً قطع می شد و اتصالات را در ثانیه یا دقیقه به طول می انجامید. تعجب آور بود که ببینیم چگونه اورژانس به طور پیوسته با باکتری ها در ارتباط است. به عنوان یک پاتوژن سیتوزولی که آزادانه در سیتوزول سلولهایی که آلوده شده اند نیز وجود دارد. پارکر R. به طور کلی توسط یک غشای احاطه شده است.

حاشیه های کوچک

Asevedo-Sanchez با مرکز سیستم سیستم های نانوارد دانشگاه دانشگاه هاروارد همکاری می کند تا مشاهدات اولیه با وضوح بالاتر خود را با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی با محوریت پرتوی یونی متمرکز مشاهده کند. FIB-SEM نمونه ای از سلول ها را شامل می شود و آنها را با یک پرتوی یونی متمرکز برای تراشیدن بخشی از بلوک سلول منفجر می کند. هر لایه با وضوح بالا ساخته می شود. نتیجه این فرآیند پشته ای از تصاویر است.

از آنجا ، Asevedo -sanchez مناطق مختلف تصاویر را نشان می دهد – مانند میتوکندری ، ریکتیایا بخش اورژانس – و برنامه ای به نام ORS Dragonfly ، یک برنامه یادگیری ماشین که بیش از هزار تصویر برای شناسایی این دسته ها مرتب شده است. سپس این اطلاعات برای ایجاد مدل های نمونه برداری سه بعدی استفاده شد.

asevedo-sanches خاطرنشان کرد که کمتر از 5 درصد از پارکر R. پیوندهایی با اضطراری ایجاد شده است ، اما مشخص است که مقادیر کمی از خصوصیات خاص بسیار مهم هستند پارکر R. عفونت پارکر R. این می تواند در دو حالت وجود داشته باشد: متحرک ، با دم اکتین و ثابت ، بدون آن. در جهش هایی که قادر به تشکیل دم اکتین نیستند ، پارکر R. نمی تواند به سلولهای مجاور تغییر یابد – اما با درصد پارکر R. آنها دمهایی را در ابتلا به عفونت اولیه حدود 2 درصد شروع می کنند و در اوج خود هرگز از 15 درصد تجاوز نمی کنند.

ER فقط با ثابت تعامل دارد پارکر R.و این فعل و انفعالات در جهش 25 برابر افزایش یافته است که نمی توانند دم را تشکیل دهند.

تنظیم کردن

Acevedo-Sánkchez ، Patrick Woida و Caroline Anderson نویسندگان همچنین روشهای احتمالی واسطه روابط ER را کشف می کنند. مشخص است که پروتئین های VAP که واسطه تعامل ER با سایر اندامک ها هستند توسط سایر عوامل بیماری زا در هنگام عفونت پوشش داده می شوند.

در حین عفونت از پارکر R.پروتئین های VAP به باکتری ها جذب شدند. هنگامی که پروتئین های VAP از بین می روند ، بروز تعامل بین پارکر R. و ER کاهش یافت ، که نشان می دهد پارکر R. این می تواند از این مکانیسم های سلولی برای اهداف خاص خود در هنگام عفونت بهره مند شود.

اگرچه Acevedo-Sánkchez اکنون به عنوان یک دانشمند ارشد ABBVIE مشغول به کار است ، آزمایشگاه لامسون همچنان برای مطالعه بازیکنان مولکولی که می توانند در آن گنجانده شده باشند ، چگونه این تعامل ها واسطه می شوند و اینکه آیا تماس ها بر چرخه زندگی میزبان یا باکتریها تأثیر می گذارد.

استاد ارشد و دانشیار زیست شناسی ، ربکا لامسون خاطرنشان کرد: این فعل و انفعالات بالقوه به ویژه جالب است ، زیرا تصور می شود باکتری ها و میتوکندری ها توسط یک جد مشترک تکامل یافته اند. آزمایشگاه لامسون بررسی می کند که آیا پارکر R. آنها می توانند همان مخاطبین غشایی را به عنوان میتوکندری تشکیل دهند ، اگرچه هنوز آن را اثبات نکرده اند. تا کنون پارکر R. تنها پاتوژن سیتوزولی است که مشاهده می شود از این طریق رفتار می کند.

“نه تنها باکتری ها به طور تصادفی وارد اتاق اورژانس می شوند. این فعل و انفعالات بسیار پایدار است. لامسون می گوید ، اتاق اورژانس به وضوح در اطراف باکتری پیچیده شده است و هنوز هم به شبکه اورژانس متصل است. ” “به نظر می رسد که یک هدف وجود دارد – این هدف چیست ، یک راز باقی می ماند.”