शानदार मांसपेशियों में प्रोटीन और जहां उन्हें खोजने के लिए — ScienceDaily


शोधकर्ताओं को अधिकतम Delbrück के लिए केंद्र आण्विक चिकित्सा में Helmholtz एसोसिएशन (एमडीसी) विकसित की एक माउस मॉडल में सक्षम बनाता है कि उन्हें अंदर देखने के लिए एक काम की मांसपेशियों और पहचान प्रोटीन की अनुमति है कि sarcomere अनुबंध करने के लिए, आराम करो, संवाद अपनी ऊर्जा की जरूरत है, और अनुकूल करने के लिए व्यायाम. विशेष रूप से, वे करने में सक्षम थे नक्शा प्रोटीन में परिभाषित क्षेत्रों के sarcomere से शुरू, “Z-डिस्क,” के बीच की सीमा पड़ोसी sarcomeres. इस में और खुद के एक महत्वपूर्ण कदम आगे के अध्ययन में धारीदार मांसपेशी.

इस प्रक्रिया में, वे एक अप्रत्याशित खोज: मायोसिन, एक के तीन मुख्य प्रोटीन है कि मेकअप धारीदार मांसपेशी फाइबर, प्रकट होता है में प्रवेश करने के लिए Z-डिस्क. मॉडल के कैसे मायोसिन, actin और लोचदार पाड़ प्रोटीन titin एक साथ काम किया है, काफी हद तक नजरअंदाज कर दिया है कि संभावना मायोसिन filaments घुसना Z-डिस्क संरचना है । हाल ही में जर्मन वैज्ञानिकों ने theorized है कि वे करते हैं, लेकिन प्रयोगात्मक सबूत नहीं है मान्य मॉडल, अब तक.

“यह होने जा रहा है, अप्रत्याशित के लिए भी मायोसिन शोधकर्ताओं ने कहते हैं,” प्रोफेसर माइकल Gotthardt, जो सिर एमडीसी के Neuromuscular और हृदय कोशिका जीव विज्ञान प्रयोगशाला और अनुसंधान का नेतृत्व किया. “यह हो जाता है के लिए बहुत मूल बातें कैसे की मांसपेशियों को बल उत्पन्न.”

वहाँ कौन है?

Gotthardt की टीम सहित पहले लेखक डॉ Franziska रूडोल्फ और डॉ क्लाउडिया गुप्तचर से मदद के साथ उनके सहयोगियों पर एमडीसी और विश्वविद्यालय के गौटिंगेन, कभी नहीं करने के लिए बाहर सेट यह मान्य सिद्धांत है. अपनी प्राथमिक लक्ष्य था की पहचान करने के लिए प्रोटीन में और के पास Z-डिस्क. ऐसा करने के लिए, वे विकसित किया है एक माउस मॉडल के साथ एक कृत्रिम एंजाइम कहा जाता है, BioID में डाला, बड़ा प्रोटीन titin. के Titin-BioID तो प्रोटीन के साथ टैग की गईं के पास Z-डिस्क.

Sarcomeres कर रहे हैं छोटे आणविक मशीनों, के साथ पैक किया जाता है कि प्रोटीन कसकर बातचीत. अब तक यह असंभव हो गया करने के लिए अलग-अलग प्रोटीन के लिए विशिष्ट अलग-अलग क्षेत्रों में विशेष रूप से रहते हैं, मांसपेशियों के कामकाज. “Titin-BioID जांच के विशिष्ट क्षेत्रों sarcomere संरचना में विवो कहते हैं,” डॉ फिलिप Mertins, जो सिर एमडीसी के प्रोटिओमिक्स प्रयोगशाला है. “यह संभव नहीं किया गया है।”

टीम के लिए पहली बार है का उपयोग BioID में रहते हैं जानवरों के तहत शारीरिक स्थिति और पहचान 450 प्रोटीन के साथ जुड़े sarcomere, जिनमें से आधे के बारे में पहले से ही थे जाना जाता है । उन्होंने पाया हड़ताली मतभेद के बीच दिल और कंकाल की मांसपेशी, और वयस्क बनाम नवजात चूहों से संबंधित हैं, जो करने के लिए sarcomere संरचना, संकेत और चयापचय. इन मतभेदों को प्रतिबिंबित की जरूरत के वयस्क ऊतक का अनुकूलन करने के लिए प्रदर्शन और ऊर्जा उत्पादन बनाम विकास और remodeling में नवजात ऊतक.

“हम जानना चाहता था, जो वहाँ है, पता है, जो खिलाड़ियों,” Gotthardt कहते हैं. “सबसे अधिक की उम्मीद कर रहे थे, मान्य कर रहा है हमारे दृष्टिकोण है।”

आश्चर्य

प्रोटीन है कि वे उम्मीद नहीं कर रहे थे में देखने के लिए Z-डिस्क था मायोसिन है, जो एकीकृत पर विपरीत साइट के sarcomere. जब एक मांसपेशी शुरू हो रहा है स्थानांतरित करने के लिए, मायोसिन के साथ चलता actin लाने के पड़ोसी Z-डिस्क करीब एक साथ. इस रपट के actin और मायोसिन filaments बनाता है बल सक्षम बनाता है कि हमारे दिल रक्त पंप करने के लिए या हमारे कंकाल की मांसपेशी को बनाए रखने के लिए आसन, या लिफ्ट एक वस्तु.

इस तथाकथित “फिसलने रेशा मॉडल” के sarcomere वर्णन करता है कि बल उत्पादन और समझाने में मदद करता है कि कैसे बल और sarcomere लंबाई से संबंधित हैं. हालांकि, मौजूदा मॉडल है, परेशानी की भविष्यवाणी के व्यवहार को पूरी तरह से अनुबंधित sarcomeres. उन मॉडल है, माना जाता मायोसिन में प्रवेश नहीं करता Z-डिस्क पर अपने साथ चलने के actin. वहाँ कुछ किया गया है कि संकेत हो सकता है कि यह जा रहा रखता है. “लेकिन हमें पता नहीं था, तो क्या हम देख रहे थे में दाग ऊतक के नमूने था, एक मूर्ति या वास्तविक जीवन में,” Gotthardt कहते हैं. “के साथ BioID हम पर बैठ सकते हैं Z-डिस्क और मायोसिन से गुजरती हैं।”

Gotthardt के साथ सहमत हैं प्रस्तावित सिद्धांत है कि मायोसिन प्रवेश Z-डिस्क सीमित कर सकते हैं या गीला हो जाना संकुचन. यह हो सकता है को हल करने में मदद के चल रहे मुद्दे पर वैज्ञानिकों पड़ा है कितना गणना शक्ति एक मांसपेशी फाइबर कर सकते हैं बनाने के संबंध में इसकी लंबाई करने के लिए और नेतृत्व करने के लिए एक परिष्कृत मॉडल के sarcomere और संभवतः सेवा की रक्षा करने के लिए मांसपेशियों का अत्यधिक संकुचन.

क्यों यह मायने रखती है

समझ कैसे मांसपेशियों के तंतुओं का विस्तार और अनुबंध पर आणविक स्तर सामान्य परिस्थितियों में महत्वपूर्ण है, तो शोधकर्ताओं की पहचान कर सकते हैं तो क्या गलत हो रहा है जब मांसपेशियों को क्षतिग्रस्त कर रहे हैं, रोगग्रस्त या शोष के साथ उम्र. जो पहचान प्रोटीन पैदा कर रहे हैं समस्याओं संभवतः सकता है की पहचान में मदद उपन्यास उपचार के लक्ष्य के साथ रोगियों के लिए दिल की बीमारी या कंकाल की मांसपेशी विकारों.

Gotthardt और उनकी टीम की योजना के लिए अगले उपयोग BioID अध्ययन करने के लिए जानवरों के साथ विभिन्न विकृतियों, के लिए क्या देख प्रोटीन में शामिल कर रहे हैं मांसपेशियों शोष, उदाहरण के लिए. “हो सकता है कि एक प्रोटीन नहीं है सामान्य रूप से वहाँ में चला जाता है sarcomere, और इसे का हिस्सा है विकृति,” Gotthardt कहते हैं. “हम इसे पा सकते हैं के साथ BioID.”



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