Todas las células vivas que crecen y se dividen tienen una demanda constante de producir nuevas proteínas y nuevos lípidos de membrana. Sin embargo, algunas células del cuerpo humano están especializadas para secretar enormes cantidades de proteínas. Las células plasmáticas, por ejemplo, producen anticuerpos que protegenfuera de las bacterias y los virus. Otro ejemplo son las células del páncreas que fabrican insulina, que es esencial para regular los niveles de azúcar en la sangre. Estas células se conocen como células secretoras.
La capacidad secretora de una célula se controla mediante un proceso conocido como respuesta de proteína desplegada UPR. Una tarea central de UPR es detectar proteínas mal plegadas, es decir, proteínas que no tienen la forma correcta para hacer su trabajo.Las proteínas son peligrosas ya que pueden agregarse con otras proteínas, formar grupos y obstruir diversas funciones celulares. El EPU puede detener este círculo vicioso que surge de la acumulación de proteínas mal plegadas o desplegadas al ayudar a degradar los grupos y promover el replegamiento de proteínas.desempeña un papel clave en las células secretoras, pero también protege a otras células del cuerpo del estrés asociado con la acumulación de proteínas desplegadas o mal plegadas.
Pero hay una trampa: los virus y las células tumorales también pueden explotar el EPU para sus propios fines, lo que les permite crecer a un ritmo más rápido y frustrar la respuesta inmune del cuerpo. Además, la activación sostenida del EPU puede conducir a las células a la muerte celular.
Las células en las que se ha activado el UPR pueden producir grandes cantidades de proteínas, pero también se vuelven más sensibles, un poco como un automóvil de carreras finamente sintonizado. Como explica Robert Ernst: 'Mientras que un automóvil de carreras a menudo fallará después de completarcien vueltas súper rápidas porque el motor se ha sobrecalentado, un tractor que representa una célula normal del cuerpo continuará conduciendo arriba y abajo del campo durante mucho más tiempo, pero también mucho más lento. "¿Por qué estas células de alto rendimiento son mucho más?sensible no se conocía hasta ahora.
El equipo dirigido por el profesor Ernst ahora ha resuelto este rompecabezas y ha descrito cómo el EPU detecta los lípidos de membrana y responde en consecuencia. Trabajando en estrecha colaboración con científicos de la Universidad de Goethe y el Instituto Max Planck de Biofísica, ambos ubicados en Frankfurt, la investigaciónEl equipo del Departamento de Bioquímica Médica y Biología Molecular de la Universidad de Saarland ha identificado un mecanismo novedoso que conduce a la activación del EPU y que puede desencadenar el estrés a largo plazo en las células. Según este nuevo mecanismo, el EPU se activa no solo por proteínas mal plegadas,pero también por composiciones de lípidos de membrana anómalas. Las células secretoras son particularmente sensibles a estos cambios, porque ya han activado su UPR para producir más proteínas y, por lo tanto, corren el riesgo de 'sobrecalentamiento', al igual que el motor de un automóvil de carreras descrito anteriormente.Una nueva perspectiva sobre el papel activo de las membranas biológicas puede cambiar el juego para nuestra comprensión de una gran variedad diseases.
En los últimos años, el trabajo de investigación en Japón, Gran Bretaña y EE. UU. Ha proporcionado una evidencia creciente del papel inesperado que desempeñan los lípidos de membrana. En 2011, Peter Walter y David Ron, pioneros en el campo del EPU humano, habían formuladoque la relación entre los lípidos de membrana y el EPU seguía siendo una cuestión central no resuelta en el campo. Ahora, se ha resuelto.
'Para aumentar la producción y secreción de proteínas, el EPU regula más del cinco por ciento de todos los genes humanos', explica Robert Ernst. 'Ahora tenemos el marco conceptual para comprender por qué los secretores profesionales son hipersensibles a los cambios de su membranalípidos inducidos por la dieta. '
Las noticias de los resultados se han extendido rápidamente y la revista de alto impacto Nature Reviews Molecular Cell Biology ha lanzado un comentario al artículo publicado en célula molecular .
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Materiales proporcionados por Universidad de Saarland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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