Si prestó atención en la clase de biología, puede recordar vagamente la palabra "homeostasis". El término se refiere a la idea de que las células han desarrollado un complejo conjunto de sistemas que les permite responder a su entorno mientras mantienen un equilibrio interno fisiológicamente saludableEstos sistemas son especialmente importantes cuando nuestras células están estresadas, por ejemplo, cuando estamos expuestos a temperaturas extremas o radiación UV del sol, ya que muchas cosas pueden salir mal si las células no pueden responder a los estresores ambientales.
La autofagia es un sistema esencial que utilizan las células para mantener el equilibrio homeostático. Traduciendo aproximadamente como "devorarse a uno mismo", la autofagia descompone los materiales tóxicos que se acumulan dentro de una célula cuando está bajo presión. Por ejemplo, ayuda a eliminarproteínas que no se pliegan adecuadamente, lo que de otro modo formaría agregados dañinos. La autofagia es, en efecto, un tipo de mantenimiento celular.
En un estudio publicado en la revista Autofagia , investigadores de la Universidad de Medicina y Odontología de Tokio TMDU describen un nuevo método experimental que puede ayudar a iluminar los detalles moleculares de la autofagia. Se centraron en la ubiquitina, una molécula de señalización clave en este proceso.
La ubiquitina es una proteína diminuta que se adhiere a otras proteínas en la célula, como los inadaptados que se mencionan anteriormente, y apunta a que se degraden. La ubiquitina se agrega en unidades repetidas, creando una "cola" de ubiquitina que el sistema de autofagia puede reconocerEste proceso gradual, llamado ubiquitinación, es crítico para que la célula determine qué proteínas deben eliminarse. Sin embargo, se pueden formar muchas disposiciones complicadas de colas de ubiquitina en estas proteínas, y solo algunas de ellas se han estudiado en detalle.
"La ubiquitina en realidad tiene ocho residuos diferentes que potencialmente puede usar cuando forma una cadena de poliubiquitina en una proteína objetivo", explica el autor principal, Yoichi Nibe. "Sabemos que el residuo particular utilizado para el enlace puede determinar qué vía de degradación tendrá una proteínaseguir durante la autofagia, pero hasta ahora solo se han caracterizado dos de estos residuos. La función de los otros seis es territorio en gran parte inexplorado. Lo que necesitábamos era un sistema que nos permitiera analizar cualquier residuo de ubiquitina que elijamos ".
Para lograr esto, el equipo de investigación diseñó un sistema que expresa dos moléculas de ubiquitina genéticamente modificadas a la vez. La clave es que cada ubiquitina se fusiona con la mitad de una proteína fluorescente llamada Kusabira Green. Cuando las dos mitades de Kusabira Green son las siguientesentre sí, se emite luz verde, por lo que el resultado neto es que una célula se iluminará donde las dos moléculas de ubiquitina estén unidas entre sí.
"El etiquetado genético con una proteína fluorescente dividida no es en sí mismo una técnica nueva", señala el autor correspondiente Shigeru Oshima. "La diferencia es que este sistema nos permite visualizar el ensamblaje de ubiquitina en tiempo real, en células vivas. Podemos estrechamentecontrolar la expresión de ubiquitina utilizando la inducción experimental, que es ideal para estudiar un proceso altamente dinámico como la ubiquitinación. Sin embargo, lo más importante es que podemos manipular residuos individuales de ubiquitina para forzar la formación de cadenas específicas en la célula ".
Hasta la fecha, solo dos residuos involucrados en la formación de cadenas de ubiquitina, lisina 48 y lisina 63, se han relacionado con la autofagia. El nuevo sistema permitió al equipo agregar un tercer residuo - lisina 33 - al repertorio de ubiquitina para controlar esta célulasistema de limpieza. El equipo espera que su técnica de imagen finalmente produzca aún más frutos.
"El sistema es muy versátil", agrega Oshima. "Dada la complejidad de la ubiquitinación, esperamos descubrir algunas funciones interesantes en el futuro".
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Materiales proporcionado por Universidad de Medicina y Odontología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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