La capacidad de un animal para percibir la luz incorpora muchos procesos complejos. Ahora, los investigadores del laboratorio de Craig Montell en la Universidad de California en Santa Bárbara han utilizado moscas de la fruta y ratones para hacer nuevos descubrimientos sobre la fisiología sensorial a nivel celular y molecular que son importantes para el procesamiento de la luz.
Sus hallazgos más recientes, que mejoran la comprensión científica de la cascada de señalización necesaria para la fototransducción, el proceso por el cual la luz se convierte en señales eléctricas en las células fotorreceptoras de la retina del ojo, aparecen hoy en la revista Informes de celda .
Hace más de 25 años, Montell descubrió los canales TRP, que permiten a los animales detectar la luz, los productos químicos en los alimentos, la fuerza mecánica y los cambios de temperatura. Estas proteínas actúan en la superficie celular, pero se sabía muy poco sobre el mecanismo por el cualson transportados a la superficie celular.
Hasta ahora, los científicos sabían de una sola proteína, XPORT, que era una "proteína auxiliar" involucrada en llevar las proteínas TRP a la superficie exterior de las células. Sin embargo, utilizando la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, el becario postdoctoral Zijing Chen descubrió queel gen XPORT de hecho codifica dos proteínas chaperonas moleculares no relacionadas, XPORT-A y XPORT-B, y ambas son críticas para mover los canales TRP fuera de su sitio de síntesis dentro de las células.
"Este descubrimiento es importante porque si las proteínas TRP no llegan a la superficie celular, no podrán funcionar y los animales no verán correctamente", dijo Montell, profesor del Departamento de Molecular de UCSB.Biología celular y del desarrollo.
"La luz que activa las células fotorreceptoras no activa directamente el TRP, sino un sensor de luz llamado rodopsina", explicó Montell. Este pigmento primario que se encuentra en las células fotorreceptoras es extremadamente sensible a la luz. "Lo interesante es que tanto XPORT-A comoSe requieren XPORT-B para llevar rodopsina y TRP a la superficie celular ", agregó.
Según Montell, las mutaciones en TRP se han relacionado con trastornos neurodegenerativos, síndromes de dolor, neuropatías y deformaciones óseas. Comprender las complejidades de la función de TRP es el primer paso hacia la identificación de fármacos que podrían afectar su actividad y que algún día se utilizarán como dianas terapéuticas..
Los canales TRP también funcionan en la sensación de luz en los mamíferos, incluidos los humanos. Sin embargo, no tienen un papel central en los bastones o conos, que permiten a los mamíferos ver imágenes. Más bien, los TRP en los mamíferos funcionan en una tercera clase de células fotorreceptoras, intrínsecamenteCélulas ganglionares fotosensibles de la retina ipRGC. Las ipRGC son necesarias para establecer los ritmos circadianos por la luz, así como la constricción pupilar en respuesta a la luz. Las ipRGC se activan con luz brillante y también se estimulan a través de vías iniciadas en bastones y conos. Sin embargo, las víasy las moléculas que permiten que los conos y bastones estimulen las ipRGC indirectamente por la luz no se conocen bien.
En otro artículo, publicado en la revista Molecular Biology of the Cell, Marquis Walker, un becario postdoctoral que trabaja con Montell, utilizó ratones para explorar la vía indirecta para activar las ipRGC. Descubrieron que una proteína llamada degeneración retiniana B2 RDGB2 eracríticas en las neuronas conectoras llamadas células amacrinas ubicadas en la retina interna, entre los bastones y conos y las ipRGC.
"Este estudio revela el primer jugador molecular que es importante en el envío de señales desde las varillas a las ipRGC", dijo Montell. "Esta comunicación indirecta permite que las ipRGC respondan a la luz tenue que activa las células fotorreceptoras de las varillas".
La primera proteína RDGB se identificó en el ojo de la mosca de la fruta y Montell y Walker querían determinar su papel en la retina de los mamíferos. Encontraron que RDGB2 en ratones es necesaria para la actividad circadiana normal y la constricción de la pupila, pero solo enligero.
"Es necesario comprender todas las células, vías y moléculas si desea desarrollar terapias para el desfase horario o los problemas relacionados con el ritmo circadiano", dijo Montell. "Necesitamos comprender todo el mecanismo celular y molecular para finalmente llegar acon nuevos enfoques y medicamentos para hacer frente a estos problemas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Julie Cohen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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