Chiedi Discover Cell Communication

Chiedi Discover Cell Communication

Accidenti, Paul! Questa è una grande domanda. Ecco la mia risposta rivista:

Le cellule comunicano attraverso il proprio linguaggio di segnali chimici. Diversi composti, come ormoni e neurotrasmettitori, agiscono come parole e frasi, raccontando a una cellula l’ambiente circostante o comunicando messaggi. Quando il pancreas rileva che una persona ha appena mangiato, ad esempio, rilascia l’insulina ormonale per dire ad altre cellule del corpo di rimuovere il glucosio dal sangue. Proprio come una persona ha bisogno di orecchie tanto quanto una bocca per avere una conversazione, le cellule utilizzano proteine del recettore sulla parete cellulare esterna o all’interno della cellula stessa per “sentire” segnali diversi. Una volta che la sostanza chimica del segnale si lega a un recettore, quella proteina attiva una cascata di segnalazione nella cellula che alla fine porta alla risposta della cellula. Ogni cellula ha recettori in grado di rilevare molti segnali diversi, quindi sono costantemente bombardati da conversazioni biologiche. Immaginate di essere in una stanza e avere tutti a parlare a voi in una sola volta! Quindi, come fa una pianta a utilizzare la comunicazione cellulare per crescere verso la luce del sole? Le punte crescenti delle piante producono auxina-un ormone che dice alle cellule di crescere e dividersi-che viene poi inviato al resto della pianta. Le parti ombreggiate di una pianta ricevono più auxina, che induce quelle cellule ad allungarsi mentre le cellule sunny-side non lo fanno. Quando un lato si allunga mentre l’altro lato rimane lo stesso, la pianta si piega.

Volevo notare, però, che questa è la risposta super-breve, incredibilmente semplificata. La comunicazione cellulare è inspiegabilmente complicata. Per esempio, questi sono i percorsi associati con un singolo recettore delle cellule B del recettore dell’antigene:

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Il groviglio delle cellule B farmacologiche, dal Cell Signaling Technology

Non solo i singoli recettori fare molte cose, diverse risposte che sono collegati a una grande varietà di recettori e messaggi. Prendi la proteina Akt, una serina / treonina chinasi (il che significa che aggiunge gruppi fosfatici agli amminoacidi serina o treonina su altre proteine). Akt è implicato in cascate di segnalazione in tutto il corpo, ed è uno dei giocatori più importanti nel cancro segnalazione:

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Akt e i suoi numerosi recettori e bersagli di segnalazione, dalla tecnologia di segnalazione cellulare

Intere carriere sono dedicate alla scoperta di come funzionano diversi segnali o percorsi intercellulari. Studiando la comunicazione cellulare, gli scienziati sperano di scoprire messaggi chiave o ricevitori che possono essere utilizzati per alterare il modo in cui le cellule agiscono. Ad esempio, una rottura nella comunicazione fa parte di ciò che consente alle cellule tumorali di crescere incontrollate. La convinzione è che se riusciamo a districare la rete contorta di interazioni chimiche all’interno e tra le cellule, possiamo trovare modi per guidare i tessuti viventi a fare ciò che vogliamo, che si tratti di coltivare organi nei piatti di coltura, dare resistenza a piante e animali ai parassiti o combattere malattie incurabili.

Quando ci pensi, fondamentalmente tutti i nostri prodotti farmaceutici sono messaggi chimici o progettati per fermarli. Alcuni farmaci imitano o sono identici ai messaggeri chimici naturali, quindi quando facciamo scoppiare una pillola, stiamo influenzando la conversazione in corso nel nostro corpo. Altri sembrano abbastanza simili a loro per rimanere bloccati dove quelli reali si legherebbero, bloccando la ricezione dei messaggi.

A volte, inviamo segnali alle nostre cellule quando non abbiamo intenzione di. Ci sono un certo numero di sostanze chimiche che usiamo industrialmente, per esempio, il mimare l’ormone estrogeno, e quindi quando entrano nel nostro corpo, iniziano a dire alle cellule di fare cose che non vogliamo che facciano. Questi xenoestrogeni sono diventati un enorme problema normativo, e non solo a causa nostra, ma anche a causa degli effetti che hanno sulle piante e sugli animali con cui vengono a contatto.

Se mai abbiamo una conversazione controllata con i nostri corpi o no, più comprendiamo i modi in cui le cellule comunicano, più apprezziamo quanto siano complesse e intricate le mini-macchine. Questi piccoli computer elaborano milioni di segnali ogni giorno. Comunicano attraverso distanze insondabili per coordinare parti del corpo disparate. E anche se sappiamo molto su come funzionano, il mondo microscopico è ancora un posto molto estraneo a noi metazoani, e stiamo appena iniziando a capire cosa succede a livello cellulare.

Ecco un video piuttosto elegante che guarda la comunicazione cellulare da una prospettiva di grandi dimensioni:

C’è anche un bel video TED sulla comunicazione batterica di Bonnie Bassler.