Angesammelten Beweise zeigen, dass die körperliche Kraft spielt eine wichtige Rolle in verschiedenen Prozessen des befruchteten tierischen Eier. Während der Embryogenese, eine Vielzahl von zellpopulationen aktiv Wandern und ändern Ihre Positionen, Generierung von verschiedenen Arten von Gewalt (z.B. Zugkraft, Druckkraft), die Einfluss auf die Eigenschaften der Sie umgebenden Gewebe. Dies wiederum ermöglicht eine normale Entwicklung, in dem das Gewebe Anordnung ist sehr orchestriert. Jedoch, wie embryonale Zellen und Gewebe reagieren auf diese Kräfte weiterhin schlecht verstanden.
Um diese wichtige Frage wurde durch eine internationale Zusammenarbeit zwischen den zwei Labors mit expertise in der Proteomik und der Entwicklungsbiologie. Professor Ileana Cristea von der Princeton University (USA) und Professor Naoto Ueno vom National Institute for Basic Biology (Japan), zusammen mit Ihren jeweiligen Arbeitsgruppen versucht, diese Frage zu beantworten. Zusammen, Sie zeichnen sich Globale Phosphorylierung und protein fülle intrazellulären Veränderungen in Embryonen, denen physische Gewalt angewendet wurde.
„In dieser Studie angewendeten Kraft durch Zentrifugieren von Xenopus – Embryonen, und wir ausgiebig analysiert die Veränderungen in der Phosphorylierung Zustand der Proteine in Ihnen. Da Xenopus – Eier sind relativ groß im Vergleich zu anderen Organismen “ Eier, wir waren in der Lage, ausreichende Mengen an protein für die Analyse aus einer kleinen Anzahl von Embryonen.“, sagte Dr. Noriyuki Kinoshita, ein Mitglied des Forschungsteams.
Über eine sensitive und quantitative Massenspektrometrie-basierte Ansatz, die Forschungs-team war in der Lage zu erkennen phosphorylations auf über 9000 den Peptiden (D. H., Fragmente von Proteinen).
Prof. Cristea highlights der Neuheit und der erwarteten Auswirkungen dieser Forschung, indem Sie darauf hinweist, dass „Diese Studie ist die erste Globale zeitliche Veränderungen in der protein-Phosphorylierung in Antwort auf mechanische Kraft, die in jedem biologischen system. Wir integrieren Methoden, die uns erlaubt, weltweit charakterisieren die dynamische phosphoproteome gezielte Ansätze, die wir entwickelt haben, überwachen Sie die Zeitlichkeit und die relative Häufigkeit der spezifischen Phosphorylierung Ereignisse mit großer Genauigkeit. Wir sind weiter gesetzt, dieses wissen über Phosphorylierung-vermittelten Signaltransduktion im Kontext von protein fülle von änderungen. Insgesamt, das uns erlaubt, zu entdecken, präzise modulierende Punkte in der Antwort zu zwingen. Außerdem, da der Beitrag der mechanischen Kräfte, die sowohl die Gewebe-Homöostase und den Verlauf von verschiedenen Krankheiten, hoffen wir, dass unsere Methoden und Erkenntnisse bieten eine wertvolle Plattform für zukünftige Untersuchungen in mechanobiology und signal-Transduktion.“
Der erste Autor des Papiers, Dr. Hashimoto sagte: „Es war interessant zu beachten, dass eine Vielzahl von protein-Kinasen, wie PAK2 und PKC, im embryo aktiviert, durch höhere stimulation in nur 10 Minuten. Es war auch überraschend, zu finden, dass Proteine Konstituierung der fokalen Adhäsion und der tight junctions wurden, unter denen die meisten prominent phosphoryliert. Diese Arbeit enthüllt eine bisher unbekannte Wechselwirkung zwischen der FAK-Signalweg und der PKA-und PKC-Signalweg. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass die Zentrifugation stärkt die tight junctions, was zu der Epithelisierung des Gewebes.“
„Vor allem war es interessant zu erkennen, dass bei der Kraft-stimulation, ZO-1 (einer der tight-junction-Komponenten) angesammelt ist, an tight junctions zu stärken, seine Struktur, die eine characterictic der mesenchymalen-epithelialen transition (MET)-wie ändern. Dieses Phänomen steht im Gegensatz zu der epithelialen-mesenchymalen transition (EMT) in einigen Zellen während der Entwicklung, Wundheilung und Krebs-invasion/Metastasierung. Wir spekulieren, dass in Embryonen, muss es einen feedback-Mechanismus erhöht die Robustheit des Gewebes zu widerstehen Verformungen induziert durch Kraft.“ Prof. Ueno sagte.
Diese Ergebnisse wurden veröffentlicht am 6. März 2019 in der Zeitschrift Cell Systems.