Mecanisme de echilibru proteic în mușchiul scheletic
T.G. Anthony
Departamentul de Științe Nutritive, Universitatea Rutgers, New Brunswick, NJ 08901 SUA
Abstract
1. Introducere
Creșterea populației la nivel mondial a crescut cererea mondială pentru o nutriție adecvată a proteinelor [1]. Sunt necesare noi strategii pentru creșterea producției de carne, reducând în același timp efectele adverse asupra mediului [2]. Abordările genetice pentru creșterea producției de produse de origine animală prin creșterea selectivă au succes, dar duc și la complicații economice, ecologice și etice [3,4]. În general, eforturile de satisfacere a necesităților de proteine ale lumii împotriva unei scăderi a stresului asupra mediului (adică constrângeri fizice, chimice și biologice asupra productivității speciei [5]) creează presiuni mai mari asupra agriculturii animale decât oricând. Din aceste motive, o mai bună înțelegere a punctelor de control fundamentale în determinarea echilibrului proteinelor musculare este relevantă pentru sustenabilitatea agriculturii animale.
În ultimele două decenii, progresele în genomică au permis ca reproducerea selectivă să fie mai informată și astfel orientată. Evoluțiile recente ale tehnologiei au consolidat și mai mult dacă nu au înlocuit epoca genomică cu o epocă de proteomică și metabolomică. Aceste tehnologii permit adresarea de întrebări și mai sofisticate, mutând domeniul de la monitorizarea genotipului la fenotip [6]. O înțelegere mai profundă a mecanismelor fenotipice care reglează masa musculară va oferi, la rândul său, o nouă perspectivă despre cum să abordăm cel mai bine provocările de mediu pentru creșterea animalelor și să îmbunătățim sănătatea generală a animalelor. Având în vedere cele de mai sus, următoarea perspectivă a fost creată pentru a oferi o imagine de ansamblu de bază asupra progreselor recente în studiul echilibrului proteinelor musculare scheletice in vivo. Aceste informații au ca scop informarea domeniilor producției de animale domestice și de animale cu privire la modalitățile de a monitoriza sau modifica mai bine capacitatea și eficiența creșterii, cu accent pe mușchiul scheletic.
2. Evoluția metodologiei în evaluarea echilibrului proteic
Aplicațiile care se bazează pe metode de detectare bazate pe anticorpi, cum ar fi imunoblotarea, imunofluorescența și citometria în flux, sunt utilizate în mod obișnuit pentru a vizualiza expresia proteinelor și a oferi o măsură calitativă a proteomei. Marcarea proteinelor nou sintetizate cu puromicină este o metodă mai recentă utilizată pentru a estima sinteza proteinelor noi în mușchi [25,26]. O altă abordare utilizează puromicina biotinilată pentru a eticheta proteinele nou sintetizate în condiții fără celule, urmată de o analiză proteomică pentru a genera un instantaneu al translatomului [27,28]. Aceste abordări de etichetare a proteinelor pentru a evalua proteomul sunt mai rapide și mai ușoare decât metodele bidimensionale de electroforeză pe gel pentru a evalua proteomul [10,29].