معلومة

6.2: تمايز الخلايا والمجاعة - علم الأحياء

6.2: تمايز الخلايا والمجاعة - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

6.2: تمايز الخلايا والجوع

بيولوجيا الخلية لمعالجة المستضد في المختبر وفي الجسم الحي

يتضمن تحويل البروتينات الخارجية والداخلية إلى ببتيدات مناعية تتعرف عليها الخلايا الليمفاوية التائية سلسلة من الأحداث التحلل للبروتين وغيرها من الأحداث الأنزيمية التي تبلغ ذروتها في تكوين الببتيدات المرتبطة بجزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير من الدرجة الأولى أو الفئة الثانية. على الرغم من أن الكيمياء الحيوية لهذه الأحداث قد تمت دراستها بالتفصيل ، إلا أنه في السنوات القليلة الماضية فقط بدأت تظهر معلومات مماثلة تصف السياق الخلوي الذي تحدث فيه هذه الأحداث. وبالتالي تركز هذه المراجعة على خصائص الخلايا العارضة للمستضد ، خاصة تلك الجوانب المتعلقة بالتنظيم العام والتنظيم والنقل داخل الخلايا التي تسهل وتعديل معالجة مستضدات البروتين. يتم التركيز على الخلايا التغصنية والتخصصات التي تساعد في حساب كفاءتها الملحوظة في معالجة المستضد وعرضه في المختبر ، والأهم من ذلك ، في الجسم الحي. من المحتمل أن تكون الطريقة التي تتعامل بها الخلايا المتغصنة مع المستضدات عاملًا مهمًا في تحديد المناعة والتسامح مثل طبيعة المستضدات نفسها.


تنظيم من خطوتين لمجموعات الخلايا البائسة التي تعمل في فرع إطلاق النار في أرابيدوبسيس

يتطلب تفرّع إطلاق النار إنشاء خلايا جذعية جديدة تؤوي خلايا جذعية ، وتثير هذه الظاهرة تساؤلات حول التنظيم الدقيق لمصير مرستيمي. في نباتات البذور ، تبدأ هذه الخلايا الإنشائية الجديدة في محاور الأوراق لتمكين التفرع الجانبي للنبات. باستخدام تصوير الخلايا الحية لخلايا محور الأوراق ، نظهر أن بدء الإنشائات الإبطية يتطلب مجموعة خلايا مرستيمية تعبر باستمرار عن علامة النسيج الإنشائي SHOOT MERISTEMLESS (STM). تعتمد صيانة تعبير STM على الحد الأدنى لمحور الأوراق. التعبير خارج الرحم عن STM غير كافٍ لتنشيط تكوين البراعم الإبطية من النباتات التي فقدت خلايا التعبير عن محور الأوراق STM. هذا يشير إلى أن بعض الخلايا تخضع لالتزام لا رجعة فيه لمصير النمو. في الأوراق الأكثر نضجًا ، ينظم REVOLUTA (REV) بشكل مباشر تعبير STM في الخلايا الإنشائية ذات الإبط الورقي ، ولكن ليس في الخلايا المتمايزة ، لتأسيس الإنارة الإبطية. يرتبط ارتباط REV الخاص بنوع الخلية بمنطقة STM بالتعديلات اللاجينية. تفضل بياناتنا نموذجًا عتبة لبدء meristem إبطي ، حيث تحافظ المستويات المنخفضة من STM على الكفاءة البنائية والمستويات العالية من STM تؤدي إلى بدء meristem.

بيان تضارب المصالح

وقد أعلن الباحثون إلى أن لا المصالح المتنافسة موجودة.

الأرقام

الشكل 1. وجود خلية مرستيمية ...

الشكل 1. وجود مجموعة من الخلايا الإنشائية ذات مصير تنموي ثابت في الورقة ...

الشكل 2. يتطلب بدء AM STM -تعبير…

الشكل 2. يتطلب بدء AM STM - التعبير عن الخلايا.

(أ) تمثيل تخطيطي لتشكيل برعم إبطي في ...

الشكل 3. مستوى منخفض STM التعبير ...

الشكل 3. مستوى منخفض STM التعبير مطلوب من أجل هوية الخلية الإنشائية والبراعم الإبطية ...

الشكل 4. STM التعبير في مراجعة - 6 و…

الشكل 4. STM التعبير في مراجعة - 6 و REV التعبير في إبط الورقة.

التين 5. توجيه ما يصل تنظيم STM التعبير…

التين 5. توجيه ما يصل تنظيم STM التعبير عن طريق REV.

(أ) تحليل RT-qPCR من STM التعبير…

الشكل 6. تعديل فوق جيني لل STM ...

الشكل 6. تعديل فوق جيني لل STM المكان.

(أ) RT-PCR مع الاشعال تضخيم REV ...

الشكل 7. نموذج مفاهيمي يظهر الخلايا الإنشائية ...

الشكل 7. نموذج مفاهيمي يظهر صيانة الخلايا الإنشائية والتنظيم الأعلى أثناء بدء AM.


يؤدي تجويع الكوليسترول إلى التمايز بين طفيلي الأمعاء Giardia lamblia.

تحافظ الجيارديا لامبليا ، مثل معظم الطفيليات الطفيلية المعوية البشرية ، على التغيرات المورفولوجية والكيميائية الحيوية الأساسية للبقاء على قيد الحياة خارج الأمعاء الدقيقة لمضيفها من الثدييات عن طريق التمايز إلى كيس معدي. ومع ذلك ، فإن الحافز الذي يؤدي إلى هذا التمايز يظل غير محدد تمامًا. في هذا العمل ، نوضح تحريض تكوين الكيس في المختبر عندما يتم تجويع trophozoites للكوليسترول. تم الكشف عن التعبير عن بروتينات جدار الكيس داخل الحويصلات الإفرازية الخاصة بالتشفير بعد 90 دقيقة من وضع الخلايا في وسط TYI-S-33 الذي يعاني من نقص البروتين الدهني. تم اختبار أربعة سلالات مستنسخة مشتقة من عزلتين مستقلتين من جيارديا ، وجميع الأكياس المتكونة بالمثل. أدت إضافة الكوليسترول ، والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة أو منخفضة الكثافة جدًا إلى الوسط المستنبت الذي يعاني من نقص البروتين الدهني ، إلى تثبيط التعبير عن بروتينات جدار الكيس ، وتوليد حويصلات خاصة بالتكيس ، والتكوين الحيوي لجدار الكيس. في المقابل ، كان للبروتينات الدهنية عالية الكثافة ، أو الدهون الفوسفاتية ، أو الأملاح الصفراوية ، أو الأحماض الدهنية تأثير ضئيل أو معدوم. تشير هذه النتائج إلى أن تجويع الكوليسترول ضروري وكافٍ لتحفيز تحفيز الجيارديا في المختبر ، ومن المحتمل في أمعاء المضيفين من الثدييات.


كيف تتكيف البكتيريا غير المتمايزة مع الجوع؟

تتكيف البكتيريا غير المتمايزة مع توقف النمو الناجم عن الجوع من خلال نمط تشغيل / إيقاف معقد لتخليق البروتين. تظهر هذه الاستجابة أوجه تشابه مميزة مع تلك الخاصة بتكوين البوغ في الكائنات الحية المتمايزة. يمكن اشتقاق قدر كبير من المعلومات حول بيولوجيا عدم النمو للبكتيريا غير المتمايزة من الدراسات التي أجريت على سلالات الضمة. إحدى النتائج المهمة هي أن تجويع الكربون بدلاً من النيتروجين أو الفوسفور يؤدي إلى تطوير خلية مقاومة للجوع والضغط في هذه الكائنات. ومن ثم ، فقد حاولنا وصف منبه تجويع الكربون. من خلال استخدام الرحلان الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد للخلايا ذات العلامات النبضية وطفرات الترانسبوزون ، باستخدام التركيبات الجينية للمراسل ، تم توضيح هوية ووظيفة بعض أعضاء منبه تجويع الكربون. علاوة على ذلك ، تم تحديد الجينات التنظيمية للاستجابة للجوع باستخدام هذه التقنيات. تتناول الدراسات الحالية بشكل أساسي هوية ووظيفة هذه الجينات. كما تم تناول دور تعديل النسخة واستقرارها لكل من الثبات على المدى الطويل أثناء الجوع وكذلك الاسترداد الفعال للخلايا التي تحدث عند إضافة المغذيات. يُقترح أن فهم وظائف آلية الترجمة أمر ضروري لفهم هذه المسارات التكيفية. تناقش هذه المساهمة أيضًا تنوع الاستجابة الشبيهة بالتمايز للمجاعة في البكتيريا المختلفة وما إذا كان هناك برنامج عام للمجاعة.


يتم نقل إشارات استجابة الجوع من خلال [Ca2 +] المرتفعة في خلايا Dictyostelium

تم تحليل الآلية التي تتعرف بها الخلايا على الجوع للسماح بالتطور الخلوي اللاحق باستخدام Dictyostelium discoideum ، مع التركيز بشكل خاص على Ca كمحول إشارة حاسم في الاتصالات داخل الخلايا وبينها. كما كان متوقعًا ، تمت زيادة تركيز Ca2 + العصاري الخلوي ([Ca2 +] i) في الخلايا التي تعبر عن الأيكورين (RHI76 المشتق من D. discoideum Ax-3) مؤقتًا ، عند 3-5 ميكرو مولار ثابسيغارجين (Tg) ، وهو مثبط محدد لـ Ca (2 +) - تمت إضافة ATPase ، إلى الخلايا المحتضنة في وسط نصف النتوء (متوسط ​​SS: 1 حجم وسط النمو زائد 7 حجم إما 20 ملي مولار Na2 / K- فوسفات العازلة (الرقم الهيدروجيني 6.2) أو من محلول ملح بونر (BSS) )). تم الحصول على نفس النتيجة بشكل أساسي من خلال تطبيق 5 ميكرو مولار نيجيريسين (Ng) ، وهو حامض حامض الأيونات على الخلايا في حالة شبه منحوتة. هنا من المهم أن نلاحظ أنه في وسط SS Tg و Ng قادران على تعزيز تمايز الخلايا كما يتضح جيدًا من خلال الاكتساب المبكر للاستجابة الكيميائية لـ cAMP ، مما قد يؤدي إلى استجابة الجوع من خلال زيادة [Ca2 +] i. من تحليل اللطخة الغربية للبروتينات المحتوية على الفوسفوتيروزين (pTyr) باستخدام الأجسام المضادة لـ pTyr ، وجد أن مستويات الفسفرة pTyr والبروتينات 97- و 80- و 45-kDa تزداد على وجه التحديد استجابة للجوع. ومن المثير للاهتمام أن Tg و Ng تسببا في مثل هذا التغيير في بروتين 80 كيلو دالتون في الخلايا المحتضنة في وسط SS. تشير هذه النتائج مجتمعة بقوة إلى أن الزيادة الزمنية لـ [Ca2 +] i قد تكون مسألة ذات أهمية لنقل الإشارة إلى جانب استجابة الجوع.


تأثيرات الوسائط المخفضة في المصل على حيوية الخلية وتعبير البروتين في الخلايا الظهارية في الرئة البشرية

التجويع في المصل هو حالة مستخدمة على نطاق واسع في تجارب البيولوجيا الجزيئية. Opti-MEM هو وسيط مصل مخفض يستخدم أثناء تعداء الجزيئات الجينية إلى خلايا الثدييات. ومع ذلك ، فإن تأثير هذه الوسائط على حيوية الخلية وتخليق البروتين غير معروف. A549 تأثرت قابلية بقاء الخلايا الظهارية للرئة البشرية والتشكل سلبًا من خلال النمو في Opti-MEM. تم إلغاء تنظيم مستويات البروتين الخلوي لبروتين قناة كلوريد داخل الخلايا 1 ، ووحدة فرعية من النوع ألفا من النوع 2 ، وصدمة حرارية 70 كيلو دالتون بروتين 5 في خلايا A549 بعد النمو في وسط مصل مخفض. تم إجراء ترنسفكأيشن الحمض النووي الريبي الصغير المتداخل في وسط النسر المعدل من Dulbecco (DMEM) مع 10 ٪ من مصل الأبقار الجنيني ، وتم تحديد فعالية ضربة قاضية مقارنة مع Opti-MEM. تم تحقيق كميات مماثلة من ضربة قاضية للبروتينات المستهدفة في DMEM ، وكانت قابلية الخلية للبقاء أعلى مقارنةً بـ Opti-MEM بعد ترنسفكأيشن. تعتبر الدراسة الدقيقة لتأثير وسائط Opti-MEM أثناء الثقافة أو تعداءًا أمرًا مهمًا للتصميم التجريبي وتفسير النتائج.

الكلمات الدالة: معدل التعبير الخلوي للبروتين الخلوي من Dulbecco (DMEM) Opti-MEM في تجويع المصل.

© 2018 المؤلفون. مجلة علم وظائف الأعضاء الخلوية التي نشرتها Wiley Periodicals، Inc.


تمايز الخلايا في قرص ديكتيوستيليوم

لقد أظهرنا سابقًا أن الأميبات من سلالة D. discoideum V12 M2 تتضور جوعًا بكثافة منخفضة في وجود AMP الدوري تفشل في تكوين خلايا ساق أو خلايا مسبقة ، عامل وزن جزيئي منخفض تطلقه الخلايا بكثافة عالية يعزز تكوين الساق في ظل هذه الظروف ولكن يتطلب تكوين خلايا مسبقة "الاتصال الخلوي". هنا نلخص الدليل على أن:

مستويات AMP الحلقية المرتفعة داخل الخلايا مطلوبة لجميع تعبيرات الجينات التطورية التي تتجاوز مرحلة ما قبل التجميع ، وتعارض الأمونيا هذا التعبير بطريقة ما. ومع ذلك ، فإن عمل الأمونيا ليس مسارًا محددًا.

يعد `` ملامسة الخلية '' مطلبًا محددًا للدخول إلى المسار السابق للتعبير الجيني نظرًا لأن الخلايا المعزولة المزودة بـ AMP الدوري تصنع كميات أقل بكثير من إنزيم يوريدين ثنائي فوسفات الجالاكتوز (UDP) ولكن كميات طبيعية من إنزيم الجليكوجين غير المبال في المسار فسفوريلاز.

آلية "الاتصال الخلوي" حساسة بشكل فريد للتركيزات المنخفضة من الكبرناز. هذا البروتياز يمنع بشكل انتقائي تخليق الترانسفيراز ويمنع تمايز الأبواغ المختبرية (في طفرة مكونة للجراثيم). لا يمنع التجميع الكيميائي ، أو تكوين الدفق ، أو تكوين خلية الساق في وجود AMP الدوري.


التنظيم التفاضلي لـ NM23-H1 تحت ظروف نقص الأكسجة والجوع في المصل في الخلايا السرطانية النقيلية وتداعياتها في EMT

تنتشر الضغوط المتعددة داخل البيئة المكروية للورم مما يؤدي إلى نمو الورم ، والغزو المجاور وانتشار ورم خبيث للخلايا السرطانية إلى أعضاء بعيدة. NM23-H1 هو أول جين مثبط للورم الخبيث تم تحديده ومعروف بأنه متورط كمنظم مهم للورم الخبيث الناجم عن الإجهاد. هنا ، أظهرنا أن التعبير النموذجي NM23-H1 قد تضاءل أثناء نقص الأكسجة والمجاعة في المصل في خلايا Panc-1 / MDA-MB-231 ، ولكن تم الحصول على أنماط الغزو العكسي في هذين الضغوط المتنوعة. بشكل داعم ، تم تحقيق فرق منفصل مقنع في مستويات الرنا المرسال ومستويات البروتين لـ NM23-H1 في نقص الأكسجة وكذلك الجوع في المصل. الضربة القاضية لـ NM23-H1 تنشط EMT في حين أن التأثيرات المماثلة تضعف في جوع المصل حيث أدى تعديل NM23-H1 إلى زيادة تنظيم E-cadherin. عزز تعبير NM23-H1 المستقر مستويات E-cadherin جنبًا إلى جنب مع التخلف في تكوين الغزو الغزوي والغزو. في نقص الأكسجة / الجوع في المصل ، عدل NM23-H1 بشكل فعال نشاط مروج Twist1. وبالتالي ، قد يدعم التنظيم التفاضلي لـ NM23-H1 / يلغي EMT اعتمادًا على طبيعة الإجهاد والبيئة الدقيقة للورم والسياق الخلوي.

الكلمات الدالة: E-cadherin EMT Hypoxia NM23-H1 Panc-1 Serum-starvation TME.


(روس). نوع من الأكسجين الوسيط التفاعلي يحتوي عادةً على إلكترون غير مزدوج في غلافه الخارجي من الإلكترونات. ومن الأمثلة على ذلك: أنيون فوق أكسيد (O2 • -) ، جذور الهيدروكسيل (OH •) ، أيون الهيدروكسيل (OH -) ، بيروكسيد الهيدروجين (H2ا2) وأيون هيبوكلوريت (OCl -).

تشتمل سلسلة نقل الإلكترون على معقدات I-IV و ATPase ، والتي تقرن نقل الإلكترون من NADH أو FADH إلى الأكسجين الجزيئي (O2). تضخ هذه العملية البروتونات (H +) عبر غشاء الميتوكوندريا ، الذي يولد تدرجًا بروتونيًا ، حيث تدفع طاقته تخليق ATP بواسطة ATPase.

عامل إعادة تشكيل الإنزيم والكروماتين الذي يزيل استيل بروتينات الهيستون. نظرًا لأن نزع الأسيتيل مفضل بقوة ، فإن نزع الأسيتيل من الدرجة الأولى والثانية لا يتطلب أي عوامل مساعدة ، مثل ATP أو NAD. ومع ذلك ، فإن ديستيلاز هيستون من الدرجة الثالثة يستخدم NAD كركيزة مشتركة.

أحد منتجات انشقاق نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD) الذي يتم إنتاجه في كل دورة نزع أسيتيل (جنبًا إلى جنب مع الأسيتيل- ADP- ريبوز). وهو أيضًا مثبط غير تنافسي لـ Sir2 deacetylases.

بروتين له تجانس تسلسلي مع المجال الأنزيمي المحفوظ لخميرة Sir2. في الثدييات ، هناك سبع سرتوينات ، SIRT1–7.

عامل نقل الشوكة

عضو في عائلة محفوظة لعوامل النسخ. تنتمي عوامل نسخ رأس الشوكة إلى فئة اللولب المجنح لبروتينات ربط الحمض النووي. وهي تعمل كمنظمين رئيسيين لمقاومة الإجهاد والتمثيل الغذائي في الثدييات وعمر الحياة فيها C. ايليجانس.

(وات). مستودع من الخلايا المتخصصة التي تعمل كموقع تخزين رئيسي للدهون على شكل دهون ثلاثية. WAT له وظائف مختلفة ، مثل عازل حراري ، وسادة ميكانيكية ، والأهم من ذلك ، مصدر للطاقة. أيضًا ، تم العثور على WAT لإنتاج هرمونات ، يتم تنظيم مستوياتها من خلال كمية الدهون المخزنة.

حالة ارتفاع غير طبيعي لمستويات الأنسولين في الدم. أحد أسباب فرط الأنسولين في الدم هو إنتاج الأنسولين المرتفع بواسطة خلايا البنكرياس لتعويض مقاومة الأنسولين في الأنسجة المحيطية.

حالة من ارتفاع مستويات الجلوكوز في الدم. عادة ما يكون ارتفاع السكر في الدم علامة مبكرة على مقاومة الأنسولين ، والتي يمكن أن تؤدي إلى الإصابة بداء السكري.

سلالة من الفئران تحمل طفرة سائدة عفوية في Wld الموضع الذي يثبت محاور الخلايا العصبية الطرفية من التنكس بعد تلف الخلايا العصبية. ال Wld يقع الموضع في إزفاء يدمج الجين المشفر لبروتين تحلل الانصهار يوبيكويتين 2 أ (UFD2a) ، وهو عامل تجميع سلسلة يوبيكويتين ، إلى التسلسل الكامل للنيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد أدينيل ترانسفيراز -1 (Nmnat1) الجين. الزيادة الناتجة في تعبير NMNAT1 تسبب النمط الظاهري.

(UCPs). عائلة من بروتينات الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. إنها تسمح بتسرب البروتونات إلى أسفل التدرج الكهروكيميائي الناتج عن التنفس ، وبالتالي فصل استهلاك الأكسجين وتوليف ATP عن إنتاج الطاقة الكيميائية.

مستودع من الخلايا الدهنية التي تستخدم لتوليد الحرارة في القوارض ، والأنسجة الدهنية البنية تستمد لونها من الأوعية الدموية الغنية والميتوكوندريا المكتظة بكثافة ، وتعكس هذه الخصائص التمثيل الغذائي العالي للدهون استجابة للتعرض البارد.


شاهد الفيديو: التخصص الخلوي التمايز. الأحياء. علم الأحياء ونمو الكائنات (أغسطس 2022).