Los microbiólogos de la Universidad de Groninga han visualizado pequeñas islas en la membrana celular de la levadura de panadero. Estos compartimentos de membrana parecen almacenar proteínas de transporte antes de su uso. Los científicos observaron que estas proteínas se mueven extremadamente lentamente en la membrana plasmática de la levadura y descubrieron cómo viajana través de la membrana para llegar a las islas. Hicieron estas observaciones con microscopía óptica de súper resolución de última generación. Los resultados se publicaron en Comunicaciones de la naturaleza el 5 de febrero
Hasta hace unos diez años, los libros de texto sobre biología celular mostraban la membrana celular como una bicapa lipídica homogénea con proteínas de membrana insertadas al azar. Pero esta visión cambió significativamente con el descubrimiento de diferentes fases en la membrana de las células de mamíferos. La composición lipídicapuede diferir en las 'islas' en la membrana, y esto afecta la distribución de proteínas. Sin embargo, se sabía muy poco sobre estructuras similares en las células de levadura.
célula sintética
'Los estudios de microscopía electrónica de la década de 1960 muestran depresiones en la membrana de la levadura, pero no se estudiaron en detalle y se descartaron como artefactos de la preparación de muestras', explica el profesor de bioquímica de la Universidad de Groningen, Bert Poolman. 'Luego, sobreHace diez años, estas depresiones fueron redescubiertas. Los científicos observaron proteínas en forma de plátano adheridas al lado interno de la membrana, y resultaron ser las responsables de estas depresiones, que se llamaron eisosomas ''.
Poolman decidió estudiar estas depresiones en la membrana de la levadura por varias razones. "Estamos profundamente involucrados en un proyecto para construir una célula sintética a partir de componentes moleculares. Por lo tanto, necesitamos saber mucho sobre la membrana y cómo obtener nuestromanos en proteínas de membrana. 'Además, los eisosomas son la ubicación preferencial de una serie de proteínas de transporte en las que los socios de la industria del grupo de investigación de Poolman están interesados.
Transportadores
Al usar diferentes marcadores fluorescentes para etiquetar tanto las proteínas de transporte en la membrana como las proteínas en forma de plátano en el lado interno, el grupo Poolman podría determinar qué proteínas se localizan junto con los eisosomas. Como la depresión es solo de unos 50 nanómetrosde profundidad, y los eisosomas tienen una dimensión máxima de 150 por 100 nanómetros, esto requirió una resolución extremadamente alta. 'Afortunadamente, nuestro laboratorio tiene un conjunto de microscopios dedicados que pueden obtener una resolución tan extrema, combinada con la alta sensibilidad necesaria para observarmoléculas individuales en células vivas. 'La experiencia en microscopía de súper resolución y la experiencia en bioquímica de membrana permitieron al grupo proporcionar imágenes con la resolución requerida.
Los estudios revelaron que algunos transportadores de aminoácidos están localizados preferentemente en el eisosoma. "Pero solo cuando no hay sustrato disponible", explica Poolman. "Si agregamos el aminoácido correcto, la proteína se aleja del eisosoma, probablementeporque adquiere una conformación diferente en el estado unido al sustrato. "Su hipótesis es que los eisosomas protegen las proteínas de transporte del reciclaje." Las proteínas se sintetizan en la célula y luego se transportan a la membrana por exocitosis. Sin embargo, cuando sonno en un eisosoma, estas proteínas se absorben rápidamente nuevamente a través de la endocitosis. "Por lo tanto, los transportadores se" almacenan "transitoriamente en los eisosomas. Cuando los sustratos apropiados están presentes fuera de la célula, se alejan para transportar los aminoácidos a la célula hastalas proteínas ya no son necesarias, después de lo cual se reciclan.
Difusión
No todas las proteínas están presentes en los eisosomas. Poolman: "Por ejemplo, notamos que las proteínas de membrana con grandes dominios intracelulares no pueden entrar en ellas". Proponen que las proteínas en forma de plátano en el lado interno de la membrana se interpongan en el caminode los dominios intracelulares, lo que dificulta su difusión en los eisosomas.
El grupo Poolman también evaluó la velocidad de difusión de las proteínas en la membrana plasmática de la levadura. Observaron que esto era aproximadamente mil veces menor que en las células de mamíferos o en las membranas internas de la célula de la levadura. 'La membrana plasmática de la levadura esmás rígido. Puede soportar concentraciones relativamente altas de alcohol o ácido. Esto aparentemente afecta la difusión de proteínas. '
Los resultados de este estudio proporcionan una mejor visión del funcionamiento de la membrana celular de la levadura en general, y más específicamente de las islas de eisosomas. También proporcionan nueva información sobre la biogénesis y el tráfico de proteínas de transporte de membrana, que con el tiempo puede mejorar laproductividad industrial de la levadura.
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Materiales proporcionados por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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