Los científicos de la Universidad de Groningen han diseñado un experimento único para estudiar el envejecimiento en las células de levadura. Al seguir los procesos moleculares dentro de la levadura de envejecimiento, descubrieron que una sobreproducción de las proteínas necesarias para producir nuevas proteínas podría ser la causa de los procesos celulares que eventualmentematar las células. Sus resultados han sido publicados en línea en la revista eLife .
La levadura de Baker se usa ampliamente para estudiar el envejecimiento. Una 'célula madre' puede producir unas veinte hijas en aproximadamente cuatro días, después de lo cual muere. Pero como las madres y las hijas se mezclan en cualquier cultivo de levadura, es prácticamente imposible seguir elproceso de envejecimiento en gran detalle. Un grupo interdisciplinario de la Universidad de Groninga dirigido por el profesor Matthias Heinemann del grupo de Biología de Sistemas Moleculares y la Dra. Liesbeth Veenhoff del Instituto Europeo de Investigación para la Biología del Envejecimiento diseñó un experimento para abordar este problema.
Acoplaron perlas de hierro a células de levadura que se cultivaron en una malla de acero inoxidable en una columna colocada dentro de un imán fuerte. Como las células hijas incipientes no heredan las perlas de hierro, se pueden lavar mediante un flujo constante de medio a través delcolumna. Al tomar muestras regulares de las células de levadura en las columnas, los investigadores pudieron obtener una visión dinámica del proceso de envejecimiento.
sobreproducción
"Analizamos muestras para una gran cantidad de proteínas, así como transcripciones", explica Heinemann. Las transcripciones son una especie de copia de los genes codificados en el ADN, que se utilizan como plantilla para la producción de proteínas. Por lo general,el número de transcripciones se correlaciona con la cantidad de proteína producida. Heinemann: "Nos dimos cuenta de que a medida que las células envejecían, esta correlación desapareció para un conjunto específico de proteínas". Desde el principio, las células de levadura mostraron un número de proteínas ribosomales mayor de lo esperado.Estas proteínas constituyen las fábricas de proteínas de la célula. Liesbeth Veenhoff agrega: "Las proteínas afectadas son objetivos interesantes para la intervención en el proceso de envejecimiento".
Este exceso de proteínas puede ser malo para las células. "Aumenta el tamaño celular, que es una de las características del envejecimiento en la levadura", explica Heinemann. El aumento del tamaño celular puede limitar el suministro de nutrientes de las células y afectar el metabolismo.Si tenemos datos dinámicos, podemos demostrar que la sobreproducción de proteínas precede a procesos tales como un aumento en el tamaño de la célula. Podemos ver una sobreproducción en células muy jóvenes, lo que apunta a que esta es una causa fundamental del envejecimiento ''.
proteínas ribosomales
Entonces, ¿por qué sucede esto? "Nuestra idea es que el aumento de la producción de proteínas ribosómicas es bueno para las células jóvenes", dice Veenhoff. "Les permite crecer y madurar rápidamente. Pero este programa de crecimiento de alguna manera sigue funcionando y eventualmente se convierte en unfactor negativo. 'Curiosamente, las intervenciones conocidas que aumentan la longevidad, como la restricción calórica, probablemente reducen la producción de proteínas.
Los experimentos dinámicos con levadura fueron casi sencillos. Aparte de los esfuerzos necesarios para realizar un experimento continuo durante cuatro días con muestreo continuo, el análisis fue complicado. "No todas las células hijas se eliminan", explicaHeinemann. Y algunas células mueren. "Es por eso que teníamos matemáticos en nuestro equipo que podían corregir nuestros datos por la presencia de células viejas, jóvenes y muertas." El conjunto de datos resultante era muy grande, "como es típico en la biología moderna", Heinemanndice. Tomó siete años-persona generar y analizar todos los datos, pero el resultado es una perspectiva dinámica sobre el fenotipo molecular del envejecimiento.
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Materiales proporcionado por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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