Ein Elektronenmikroskop hat entdeckt, wie Vitamin A in Zellen gelangt

Mit einer neuen Hochgeschwindigkeitskamera in Kombination mit einem Elektronenmikroskop haben Wissenschaftler der Columbia University Bilder eines der kleinsten Proteine ​​in unseren Zellen aufgenommen, um es mit einem Mikroskop zu „sehen“.

Ein Protein namens STRA6 befindet sich in der Membran unserer Zellen und ist für den Transport von Vitamin A in das Zellinnere verantwortlich. Vitamin A ist wichtig für alle Säugetiere und besonders wichtig für die Bildung von Lichtrezeptoren in unseren Augen während der Embryonalperiode. Es ist entscheidend für die normale Entwicklung.

Vor einer neuen Studie war es ein Rätsel, wie STRA6 Vitamin A in die Zelle überträgt. Die meisten Transportproteine ​​interagieren direkt mit den Substanzen, die sie tragen. STRA6 interagiert jedoch mit Vitamin A über ein Zwischenprotein, das Vitamin A im Blut enthält. Fortsetzung unter dem Schnitt ...

Eine neue Art von Kameratechnologie ist ein Schlüsselelement für die STRA6-Bildgebung. In Kombination mit einem Elektronenmikroskop ermöglicht die Kamera Biologen, winzige, bisher unsichtbare strukturelle Details des inneren Mechanismus unserer Zellen zu sehen.

"Jetzt können wir mit der atomaren Auflösung näher kommen, da die neue Kamera viel schneller ist und es uns ermöglicht, einen Film aus Molekülen zu erstellen", sagt Oliver Clark, Ph.D., Associate, Forscher am Hendrickson-Labor an der Columbia University. „Selbst unter einem Elektronenmikroskop bewegen sich die Moleküle ein wenig, aber als wir eine Bewegung fotografierten, kam sie verschwommen heraus. Selbst mit diesen Aufnahmen können wir die Rahmen ausrichten, um ein schärferes Bild zu erhalten. “



Die Visualisierung des Moleküls hängt auch von den sorgfältigen biochemischen Verfahren ab, die von Yanting Chen, Ph.D., einem Adjunct, einem wissenschaftlichen Mitarbeiter des Mancia-Labors, entwickelt wurden, um große Mengen an Protein zu produzieren und es von anderen Bestandteilen der Zelle zu trennen. "Dies ist ein sehr dünnes Protein, und wir mussten seine Umgebung nachahmen, um seine Form zu erhalten", sagt sie. Es dauerte ungefähr zwei Jahre, um den Produktionsprozess zu verbessern.
Die Forscher verwendeten etwa 70.000 einzelne STRA6-Fotografien, um eine 3D-Karte des Proteins zu erstellen, mit dem das Atommodell bis ins kleinste Detail erstellt wurde.

Die Bilder des Moleküls sehen bisher so aus, dass STRA6 "ein wenig hässlich" ist, sagt Dr. Clark. Noch überraschender ist die Tatsache, dass STRA6 nicht alleine wirkt, sondern fest an ein anderes Protein gebunden ist, Calmodulin, das eine Schlüsselrolle bei der Übertragung von Kalziumsignalen spielt.

Obwohl Vitamin A durch STRA6 in die Zelle gelangt, bildet STRA6 nicht wie die meisten Transportproteine ​​Kanäle in der Membran. Stattdessen gelangt Vitamin A in den oberen Teil von STRA6, aber dann bildet sich ein Fenster, das sich direkt in die Zellmembran und nicht in die Zelle öffnet.

Obwohl dies getestet wird, kann dieser Mechanismus eine Möglichkeit sein, Zellen vor zu viel Vitamin A zu schützen. Er ist „tatsächlich etwas giftig“, sagt Dr. Manchia. "Vitamin A-Fallen in der Membran können die Menge in der Zelle kontrollieren."

Das neue STRA6-Modell beschleunigt das Verständnis der Zellfunktion und kann Wissenschaftlern helfen, zu verstehen, wie andere, noch nicht untersuchte Zellkomponenten funktionieren.

Quelle: newsroom.cumc.columbia.edu

Source: https://habr.com/ru/post/de397339/