Descubrimiento en el Technion: el protocolo de emergencia tailandés

Tres equipos de investigación del Technion han descubierto un mecanismo biológico que elimina, en situaciones de emergencia, las proteínas dañadas que pueden dañar la célula.


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Prof. Michael Glickman

Prof. Michael Glickman

Tres equipos de investigación del Technion y sus colegas en el extranjero han descubierto un «protocolo de emergencia» biológico que elimina, en situaciones de angustia celular aguda, las proteínas dañadas que pueden dañar la célula.

El estudio, publicado en la revista Nature Communications, fue dirigido por equipos de investigación de los profesores Michael Glickman y Oded Clifeld de la Facultad de Biología y del profesor Ashraf Brick de la Facultad de Química de Schulich.

La acumulación de proteínas defectuosas en la célula es un proceso peligroso que puede provocar diversas enfermedades, incluido el cáncer. De manera rutinaria, operan varios mecanismos en la célula que eliminan las proteínas defectuosas. Uno de estos mecanismos es el sistema de ubiquitina, que fija una «etiqueta de muerte» a las proteínas dañadas y envejecidas y las envía para su descomposición en un órgano intracelular llamado proteasoma.

El descubrimiento del sistema de ubiquitina llevó a la concesión del Premio Nobel de Química 2004 a tres investigadores, dos de ellos del Technion: el Prof. Aharon Ciechanover y el Prof. Avraham Hershko. Uno de los principales sitios donde tiene lugar dicho proceso es el complejo proteasoma 26S. Dentro de este complejo, la «etiqueta de muerte» es identificada por la subunidad 19S y desmontada, en un proceso llamado hidrólisis, por la subunidad 20S. Debido a que el proteasoma 26S y la subunidad 20S operan en los mismos sitios de acción, es difícil distinguir entre las contribuciones de los dos al proceso. Sin embargo, los investigadores de Technion y sus colegas pudieron hacerlo y, por lo tanto, llegaron a un descubrimiento publicado en Nature Communications.Ad Unmute

El avance se basa en el éxito de los investigadores del Technion en la síntesis química de proteínas grandes que imitan las proteínas defectuosas en la célula y, por lo tanto, monitorean el proceso paso a paso. El estudio se basó, entre otras cosas, en Cryo-EM (microscopio electrónico criogénico) y espectrometría de masas. El principal descubrimiento de los investigadores del Technion y sus colegas se refiere a un mecanismo único que entra en acción en casos extremos como desnutrición celular, hipoxia severa, insuficiencia cardíaca extrema y exposición a radicales libres. En tales casos, entra en juego un protocolo de emergencia único que acelera la descomposición de las proteínas alteradas.

Este protocolo convierte la subunidad 20S en un proteasoma por sí solo, que descompone las proteínas a un ritmo acelerado. Este proceso ayuda a la célula a eliminar grandes cantidades de proteínas que podrían haberla dañado de forma aguda. Señalan que, además de las emergencias, este mecanismo aumenta su actividad incluso en la vejez.

El primer autor del artículo, el Dr. Indergit Saho de la Facultad de Biología del Technion, compara el mecanismo con el comportamiento del cántaro (Nepenthes),

una planta carnívora parecida a un cántaro que se alimenta de insectos y criaturas más grandes. Tomo agota así de él todas las sustancias que necesita. Según el Dr. Saho, el mecanismo de emergencia celular descubierto en el estudio conduce al hecho de que, dado que el mecanismo

de control del 20S no es tan sensible y preciso como el del proteasoma 26S, incluso las proteínas normales pueden ser enviado para su descomposición junto con las proteínas dañadas. Dijo que «este es un precio que vale la pena pagar por la célula porque si el 26S hubiera estado funcionando solo, no habría seguido el ritmo y la célula habría acumulado terrones dañinos de proteínas y residuos de proteínas».

Entre otras cosas, este proceso también destruye la «etiqueta de la muerte», es decir, la proteína ubiquitina en sí misma,

lo que no ocurre en el proceso rutinario de degradación del proteasoma 26S. En conclusión, los autores plantean la hipótesis de que el protocolo de emergencia que da como resultado una rápida

degradación de las proteínas ayuda a las células a afrontar el estrés y el envejecimiento.

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