Un equipo de investigadores en el Centro de Autoensamblaje y Complejidad, dentro del Instituto de Ciencias Básicas SII ha observado un proceso fisiológico normal, llamado "autoalimentación", que las células usan para reciclar sus componentes.técnica precisa que visualiza cómo las mitocondrias, las fábricas de energía de las células, se fusionan con los lisosomas, las máquinas de reciclaje de las células, para destruir y reciclar el material. Dado que las irregularidades en este mecanismo pueden conducir al Alzheimer, el Parkinson y otras complicaciones, esta investigación podríaayudar a los avances futuros en el diagnóstico de enfermedad cerebral degenerativa y el desarrollo de fármacos. El estudio fue publicado en Angewandte Chemie Edición internacional.
El nombre "autofagia" proviene del idioma griego y significa "comer por sí mismo". Por extraño que parezca, es un proceso indispensable que se utiliza para limpiar las células de los orgánulos y proteínas dañados. Dentro de los lisosomas, las partes celulares viejas están rotashasta sus componentes básicos, que se emplean para construir otros nuevos. Recientemente, la autofagia se convirtió en un campo de estudio muy activo y estuvo en el centro del Premio Nobel de Fisiología o Medicina de Yoshinori Ohsumi en 2016.
Un ejemplo de orgánulo celular que debe reciclarse periódicamente es la mitocondria. La regulación cuidadosa de este proceso es esencial, y las células que no se dividen regularmente, como las células nerviosas, son particularmente vulnerables. Si las células acumulan mitocondrias defectuosas, pueden dañarEsto ocurre, por ejemplo, en las enfermedades de Alzheimer y Parkinson, donde la acumulación de mitocondrias dañadas y proteínas agregadas conduce a la muerte neuronal.
Se sabe que la autofagia o mitofagia, en el caso específico de las mitocondrias ocurre por fusión de dos orgánulos diferentes, en este caso: mitocondrias y lisosomas. Sin embargo, se ha observado el comportamiento y la fusión de mitocondrias y lisosomas dentro de las células.hasta la fecha, la mayoría de estos estudios se basan en proteínas fluorescentes unidas a un orgánulo, lo que permite a los científicos observar solo un orgánulo a la vez. Además, las proteínas fluorescentes se degradan durante la autofagia, lo que dificulta el estudio preciso del mecanismo.
Los científicos del SII en POSTECH idearon un procedimiento cuantitativo para visualizar las mitocondrias y los lisosomas a lo largo del tiempo. La técnica relativamente simple y económica es más precisa que las actuales. Utiliza moléculas sintéticas huecas en forma de barril, conocidas como cucurbiturilo CB [7], que se une con una fuerza de unión excepcionalmente alta a una molécula llamada adamantilamina AdA y no puede ser degradada por los lisosomas. CB [7] fue decorado con un tinte fluorescente Cy3, mientras que AdA con otro tinte Cy5. Inicialmente,CB [7] -Cy3 ingresa a los lisosomas y Ada-Cy5 a las mitocondrias, y luego, cuando los dos orgánulos se fusionan en el proceso de reciclaje, CB [7] -Cy3 y Ada-Cy5 se unen. De esta manera, el equipo de investigación siguióel comportamiento de diferentes orgánulos y observó el proceso de mitofagia que ocurre en las células vivas. Además, los experimentos mostraron que los dos compuestos no son tóxicos para las células por debajo de una dosis de 800 nanomolar.
"La parte más desafiante del experimento fue la elección de los productos químicos. Elegimos productos químicos con la hidrofilia, carga y tamaño molecular adecuados para incorporarlos selectivamente a las mitocondrias y los lisosomas", explica PARK Kyeng Min, uno de los autores correspondientes.de El estudio.
En términos más técnicos, la novedad de este artículo se basa en la aplicación de transferencia de energía de resonancia de fluorescencia FRET al estudio de la autofagia. FRET es una transferencia de energía dependiente de la distancia entre dos tintes fluorescentes diferentes; en este caso Cy3 yCy5. Cuando los dos están lo suficientemente cerca, Cy3 dona energía a Cy5. Los científicos capturan la reunión de los dos tintes ya que la transferencia de energía de Cy3 a Cy5 conduce a una reducción en la intensidad de fluorescencia de Cy3 a favor de un aumento en la intensidad de emisión de Cy5.
En el futuro, se podría usar una técnica similar para estudiar los procesos de autofagia que involucran otros orgánulos celulares, como las fábricas de proteínas, el aparato de Golgi y el retículo endoplásmico
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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