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Warum Haut ist stark: Die Zellen Stock wie Velcro

2014-01-04 0
   
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résumé3-D-Visualisierung von Cadherin-Moleküle in ihrer nativen Anordnung interagieren. Bekannte molekulare Strukturen von Cadherine (grau und roten Bändern) sind fit in die Elektronen Tomogramm (mehrfarbig) des Komplexes. Credit: Achilleas Frangakis, EMBL
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Warum Haut ist stark: Die Zellen Stock wie Velcro




3-D-Visualisierung von Cadherin-Moleküle in ihrer nativen Anordnung interagieren. Bekannte molekulare Strukturen von Cadherine (grau und roten Bändern) sind fit in die Elektronen Tomogramm (mehrfarbig) des Komplexes.

Credit: Achilleas Frangakis, EMBL


Die Wissenschaftler haben ihre besten Blick jemals in menschlichen Hautzellen in Wechselwirkungen bekommen, eine Velcro-like-Setup zu finden, die sie verbindet und macht die Haut stark, während auch geschmeidig.

Die zell Innere Bilder, die mit einer neuen Technik namens Kryo-Elektronentomographie, zeigen die Proteine, die für Zell-Zell-Kontakte zum ersten Mal.

"Das ist ein echter Durchbruch in zweierlei Hinsicht", sagte Achilleas Frangakis des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie. "Nie zuvor war es möglich, in drei Dimensionen in einem Gewebe so nah an seinem nativen Zustand bei einer so hohen Auflösung zu betrachten. Wir haben jetzt Details im Maßstab von wenigen millionstel Millimeter. Auf diese Weise sehen wir gewonnen haben ein neue Sicht auf die Wechselwirkungen von Molekülen, die Zelladhäsion in Gewebe-Mechanismus zugrunde liegen, die über Jahrzehnte diskutiert worden ist. "

Die Ergebnisse sind in der 6. Dezember detaillierte Ausgabe der Zeitschrift Nature.

Bisher sind die einzigen verfügbaren Informationen über ein Protein der Position und Interaktionen in einer Zelle entweder auf Lichtmikroskopie Bilder bei schlechter Auflösung oder Techniken basiert, die Proteine ​​aus ihrem natürlichen Kontext entfernen. Elektronenmikroskopie erfordert normalerweise Gewebe mit Chemikalien oder beschichtet in Metall behandelt werden, ein Verfahren, das den natürlichen Zustand einer Probe stört.

Frangakis und seine Gruppe entwickelte eine Technik, die sofort Zellen in ihrem natürlichen Zustand vor der Bildgebung mit einem Elektronenmikroskop gefriert. Mit Cyro-Elektronen-Tomographie-Bilder der unbehandelten Probe aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommen und zusammengebaut in eine genaue 3-D-Bild, das durch einen Computer.

Die Forscher diese Technik angewendet Proteine ​​zu beobachten, die für die Integrität von Geweben und Organen von entscheidender Bedeutung sind, wie beispielsweise der Haut und des Herzens, sondern auch eine wichtige Rolle bei der Zellproliferation spielen. Diese Proteine, genannt Cadherine sind in Zellmembranen verankert und miteinander interagieren Zellen zu bringen, nahe beieinander und verzahnen sie fest.

"Wir konnten die Interaktion zwischen zwei cadherins direkt zu sehen, und dies zeigte, wo die Kraft der menschlichen Haut kommt", sagt Ashraf Al-Amoudi, der die Arbeit in Frangakis 'Labor durchgeführt. "Der Trick ist, dass jeder Cadherin bindet zweimal. Einmal an ein Molekül aus der nebeneinanderliegenden Zelle und einmal zu seiner nächsten Nachbarn das System ein bisschen wie spezialisierte Velcro arbeitet und stellt sehr enge Kontakte zwischen den Zellen."

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