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    Orgánulo de limpieza celular descubierto

    Los investigadores descubren y caracterizan un nuevo orgánulo sin membrana que podría desempeñar un papel en el tratamiento del Alzheimer

    Investigadores del laboratorio del neurocientífico Kenneth S. Kosik de la Universidad de California en Santa Bárbara han descubierto un nuevo orgánulo, una estructura celular previamente desconocida cuya función es ayudar a limpiar las proteínas defectuosas en momentos de estrés y mantener las células funcionando en óptimas condiciones. La optimización de este orgánulo sin membrana, al que llaman condensado BAG2, podría conducir a tratamientos para afecciones que son el resultado de proteínas mal plegadas, incluida la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y otras afecciones neurodegenerativas. Sus resultados se informan en un artículo dirigido por el científico del proyecto Daniel C. Carrettiero y publicado en la revista Nature Communications.

    “La gente ha sabido durante bastante tiempo que hay algunos objetos que flotan en las células que no tienen membranas”, dijo Kosik. “Y nunca estuvo claro cómo se mantienen unidos, qué son y qué están haciendo hasta hace relativamente poco tiempo”.


    Nuevas estructuras descubiertas

    De hecho, gracias a técnicas de imagen avanzadas, los científicos han descubierto estructuras que alguna vez fueron invisibles, revelando células como los sistemas verdaderamente complejos y sofisticados que son.

    De particular interés son los condensados ​​biomoleculares, que no tienen el recinto de la membrana celular reconocible, sino que están separados del citoplasma circundante por una diferencia de densidad que puede compararse vagamente con una gota de aceite en agua. Esta separación de fases líquido-líquido crea un entorno especializado y relativamente concentrado para ciertas funciones y reacciones. Por ejemplo, un gránulo de estrés es un orgánulo sin membrana que aparece cuando la célula está bajo estrés (tal vez hay demasiada glucosa, tal vez hace demasiado calor o frío, tal vez la célula se está deshidratando) y su trabajo es barrer el ARN que flota en el citoplasma, almacenando esas instrucciones genéticas y deteniendo su traducción a proteínas.

    “Si su célula está bajo estrés, quiere dejar de producir proteínas para poder conservar su energía y superar el estrés”, explicó Kosik.

    Pero eso es solo una parte de la imagen, según los investigadores.

    orgánulos


    “Cuando hay estrés, ¿qué sucede con las proteínas que ya están en la célula?” dijo Kosik. "Si están bajo esas condiciones de estrés, algunas de esas proteínas podrían dañarse y podrían plegarse mal". Los pliegues incorrectos de la proteína tau, por ejemplo, pueden volverse patológicos y convertirse en los ovillos neurofibrilares que caracterizan la enfermedad de Alzheimer.

    Aquí es donde entra en juego el condensado BAG2 recién descubierto por los investigadores. Descubrieron que el orgánulo, llamado así por la proteína BAG2 que contiene, es capaz de barrer estas proteínas defectuosas en el citoplasma y rellenarlas en un proteasoma, la versión celular de un bote de basura, ubicado en el orgánulo.

    “Algunas proteínas forman un pequeño barril y, a medida que la proteína pasa a través de ese pequeño cilindro, se degrada”, dijo Kosik. Esto inactiva y descompone la proteína. Muchos proteasomas están presentes en las células en un momento dado, agregó, pero lo que hace que este proteasoma en particular (etiquetado como 20S) sea especial es que puede aceptar proteínas que ya están un poco mal plegadas y no cabrían en los otros botes de basura celulares.

    “El tope limitante presente en muchos proteasomas no está presente en los condensados ​​BAG2”, explicó Kosik. Además, este método de degradación de proteínas no se basa en el proceso de ubiquitinación, en el que las proteínas destinadas a la destrucción se marcan con una pequeña etiqueta de proteína de ubiquitina antes de que el proteasoma las agarre.


    El papel de la proteína BAG2

    El papel de la proteína BAG2 en este contexto aún no está completamente definido, pero Kosik sospecha que puede tener un papel ayudando a organizar la proteína desordenada antes de que entre en el proteosoma 20S.

    “BAG2 se considera una coacompañante porque trabaja con chaperonas moleculares para ayudar a que las proteínas se plieguen”, dijo. En un estudio anterior, Kosik Lab demostró la capacidad de BAG2 para atacar y eliminar proteínas tau enredadas en cultivos celulares.

    “Lo que parecen hacer estos condensados ​​BAG2, al menos en el caso de tau, es que en realidad pueden viajar al tau dañado y engullirlo”, dijo Kosik.

    Estos resultados prometedores podrían señalar una forma de interrumpir el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer, que se caracteriza por una acumulación de tau mal plegada.

    “El condensado BAG2 realmente es un lugar ideal para tau dañado”, dijo Kosik. "Sería muy bueno descubrir cómo podemos transportar tau a este condensado en las primeras etapas de su daño para que la célula se deshaga de él, antes de que empeore".

    La investigación para este estudio también fue realizada por Maria C. Almeida, Andrew P. Longhini, Jennifer Rauch, Dasol Han, Xuemei Zhang y Saeed Najafi en UCSB; y Jason E. Gestwiki en UCSF.




    Fuente: UC Santa Bárbara - The Current | Cellular Cleanup

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