¿Cuáles son las "fases" del fuego?
Aunque recientemente hemos escuchado mucho debate sobre la investigación relacionada con la "separación de fases", el concepto y sus aplicaciones siguen siendo muy abstractos. Por lo tanto, planeo comprender brevemente el conocimiento relevante de la separación de fases a través de varios documentos, principalmente a partir de los siguientes aspectos:
La separación de fases o separación de fases describe la colisión y fusión de diferentes componentes en una célula. , el fenómeno en el que algunos componentes quedan envueltos en las gotas y algunos componentes quedan bloqueados de las gotas, es similar a la mezcla de agua y aceite. También se puede imaginar como el proceso de goteo gradual de las gotas de lluvia sobre un paraguas en un día lluvioso. día. Este fenómeno es común entre líquidos. Sin embargo, en 2009, la investigación de Brangwynne y Hyman sobre las partículas P de C. elegans encontró que las partículas P (un tipo de proteína) no son sólidas como solemos pensar en ellas, sino que chocan y se fusionan entre sí como gotas, y se dispersarán en pedazos. Después de agitar vigorosamente, las gotas pequeñas se fusionan rápidamente para formar gotas grandes. Más tarde, los científicos descubrieron que muchos orgánulos sin membrana en las células (nucleolos, cuerpos de Cajal, gránulos de estrés, miRISC y el citoesqueleto sináptico) están sujetos a transiciones de fase específicas de proteína/ARN.
Separación de fases intracelulares:
Se cree que los componentes intracelulares se pueden separar entre sí mediante la "separación de fases" para lograr una variedad de funciones biológicas. Una vez que la "separación de fases" es anormal, puede causar enfermedad.
A partir de 2009 comenzaron a aparecer investigaciones sobre la “separación de fases”. En 2011, Hyman, Mitchison y Brangwynne descubrieron que el nucléolo también presenta este fenómeno de gotitas. Un año después, el biólogo estructural Michael Rosen y el bioquímico Steven McKnight de la Facultad de Medicina de la Universidad de Texas Southwestern descubrieron que en los tubos de ensayo experimentales, las moléculas de ARN y proteínas tienen una fuerza débil entre ellas y se acercan entre sí para formar sustancias en forma de gotas. . Su estudio difiere del trabajo anterior de Brangwynne y Hyman, que demostraron que la separación de fases se puede reproducir mediante reacciones bioquímicas simples en tubos de ensayo. El verdadero auge de la investigación probablemente comenzó en 2015. Julie Forman-Kay, bióloga estructural del Hospital Infantil de Toronto, Canadá, descubrió una proteína que puede afectar la función de los espermatozoides en el cuerpo humano. A finales de 2015, numerosos estudios descubrieron que en las proteínas animales se produce una separación de fases.
Estado actual en 2018
Estadísticas incompletas (es necesario complementarlas), se publicaron más de una docena de artículos en CNS en 2018.
A medida que el estudio de la separación de fases continúa profundizándose, los investigadores han descubierto que la separación de fases desempeña un papel en la formación de órganos sin membrana, como la transducción de señales, el citoesqueleto, el ensamblaje supramolecular y la activación genética. La separación de fases anormal puede provocar enfermedades como la neurodegeneración, los tumores y el envejecimiento.
Muchos factores de transcripción eucarióticos contienen dominios de secuencia (LCD) nativos, desordenados y de baja complejidad, pero no está claro cómo estos LCD impulsan la activación transcripcional. En este artículo, los investigadores utilizaron tecnología de imágenes de una sola molécula en células vivas para revelar que las LCD TF forman centros de interacción altamente concentrados en sitios genómicos exógenos y endógenos. El concentrador TF LCD asegura la unión del ADN, recluta ARN Pol II y activa la transcripción. La interacción LCD a LCD en los centros es muy dinámica, se une selectivamente a cofactores y tiene diferentes sensibilidades a la hexanodiona. En condiciones fisiológicas, se produce una interacción LCD-LCD rápidamente reversible entre TF y RNA Pol II, y no se detecta separación de fases.
Sus hallazgos pueden revelar un mecanismo fundamental de regulación transcripcional y también indicar que la tecnología de imágenes de una sola molécula tiene amplias perspectivas de aplicación en el desarrollo de fármacos dirigidos a interacciones reguladoras de genes relacionadas con enfermedades.
Técnicas y métodos utilizados:
Super Enhancer (SE) es un grupo de potenciadores compuesto por una serie de potenciadores. Los superpotenciadores suelen aparecer cerca de la mayoría de los genes clave que determinan las características y funciones de las células. Este artículo muestra que los activadores de la transcripción BRD4 y MED1 pueden separarse en fases en los superpotenciadores para formar gotitas, y la maquinaria de transcripción puede agruparse cerca de los superpotenciadores para lograr reacciones compartimentadas durante la transcripción, en las que existe un desorden inherente. un papel clave en el proceso de separación de fases. Este estudio proporciona evidencia experimental para un modelo en el que los superpotenciadores regulan la expresión genética mediante la separación de fases, y también proporciona nuevas perspectivas y conceptos para la determinación del destino celular y el proceso de regulación de la expresión de genes clave durante la aparición de la enfermedad.
Este artículo informa que los dominios de activación transcripcional de los factores de transcripción OCT4 y GCN4 activan la expresión génica mediante la disociación líquido-líquido de complejos mediadores de la transcripción. Este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos de acción de cientos de otros factores de transcripción y la regulación de la expresión genética durante el desarrollo y la enfermedad.
Las tecnologías relacionadas con la separación de fases incluyen técnicas de imagen. Primero, debe haber una manera de observar este proceso de separación de fases. El segundo es la tecnología de cómo controlar y así afectar el proceso de separación de fases.
En 2017, el equipo de Brangwynne construyó un sistema OptoDroplets que puede ajustar el grado de agregación de diferentes componentes líquidos en las células vivas cambiando la dosis de luz, haciendo así que las gotas aparezcan o desaparezcan.
En 2018, el equipo de Brangwynne diseñó el sistema CasDrop, que puede estudiar cuantitativa y direccionalmente la separación de fases de múltiples proteínas.
Acabo de enterarme de este campo y no he leído detenidamente los artículos pertinentes. Si hay algún error, por favor indíquelo.