Un nuevo estudio científico, publicado en portada en la revista Traffic,
describe la existencia de mecanismos alternativos a la vía tradicional
de exportación de proteínas sintetizadas en el retículo endoplasmático.
La investigación está firmada por un equipo internacional en el que
participan el profesor Pedro Moral, jefe del Grupo de Investigación
Consolidado de Biología de las Poblaciones Humanas de la Unidad de
Antropología de la Facultad de Biología de la UB (España), adscrita al
campus de excelencia internacional BKC, y la investigadora Meritxell
Cutrona, colaboradora de la Unidad y miembro del Consorcio Mario Negri
Sud y de la Fundación Universidad Gabriele D’Annunzio (Italia).
El
trabajo está centrado en el estudio del proceso de secreción de
proteínas sintetizadas en el retículo endoplasmático, y aborda lo que se
conoce como ruta secretora, es decir, el conjunto de orgánulos de la
célula que coordinan el transporte de proteínas desde el retículo
endoplasmático hasta otros destinos (por ejemplo, el medio extracelular,
o bien otros compartimentos de membrana en el interior de la célula)
atravesando el complejo de Golgi.
Tal como explica Meritxell
Cutrona, primera autora del trabajo, «el estudio de la ruta secretora
reveló el interés de identificar los mecanismos moleculares y los
factores reguladores en la base del transporte de membrana -y de
proteínas- entre los diferentes compartimentos celulares». Según la
teoría vesicular, el proceso de biogénesis de vesículas de transporte y
el intercambio secuencial entre compartimentos está regulado por una
serie de productos génicos implicados en la regulación de la ruta
secretora. Este proceso incluye la selección y el empaquetamiento de
productos proteicos (cargo) a nivel del compartimento de origen, la
deformación de la membrana y la formación de la vesícula de transporte,
la vehiculización hacia el compartimento sucesivo y, finalmente, la
fusión con las membranas para verter los contenidos.
Según el
modelo clásico, la fase inicial del transporte vesicular desde el
retículo endoplasmático está regulada por el complejo multiproteico
COPII, que aporta el único mecanismo para garantizar la exportación de
proteínas cargo y, por lo tanto, el acceso a la ruta secretora. Según
explica Meritxell Cutrona, «aun así, desde hacía algunos años, se han
ido acumulando indicios que cuestionaban el modelo clásico de
externalización y transporte de proteínas basado en la función del
complejo COPII».
Estos ejemplos no coincidentes con las
predicciones del modelo clásico de exportación proteica se
corresponderían con mecanismos de transporte no convencional. Sería el
caso, por ejemplo, del proceso de exportación de proteínas cargo en
cepas de levadura mutante por elementos concretos de COPII, atribuido a
mecanismos alternativos a la función de COPII, un fenómeno conocido como
COPII bypass». El proceso de COPII bypass también se ha registrado
recientemente en algunos casos de células de mamífero; pero todavía se
desconocen los mecanismos responsables.
En el estudio, los
autores inhibieron la función de COPII (vía tradicional) para
identificar los mecanismos no convencionales. Como elemento de
innovación, indujeron la represión del complejo COPII mediante el
silenciamiento de la expresión génica de los loci que codifican por Sar1
(gen Sar1A y Sar1B) en el genoma de los mamíferos. Sar1 es un elemento
del complejo COPII, y es el factor clave para la biogénesis de las
vesículas y la ruta secretora. «Esta innovadora aproximación
metodológica -apunta Pedro Moral- ha proporcionado una de las
evidenciacias más significativas descritas hasta ahora para confirmar la
existencia de modelos alternativos para el transporte proteico
celular».
El nuevo trabajo identifica una nueva estrategia que
podría ser válida para identificar reguladores generales de transporte
alternativo, caracterizar aspectos funcionales y morfológicos de rutas
alternativas y establecer los potenciales usuarios entre las proteínas
cargo sintetizadas a nivel de retículo endoplasmático. Tal como concluye
Meritxell Cutrona, «el estudio también revela un nuevo nivel de
regulación del transporte cuando la función de COPII está inhibida por
el silenciamiento de Sar1. El hecho de que haya vías múltiples -y no un
paso obligatorio y único- para todas las proteínas que se sintetizan en
el retículo endoplasmático ayudará a abrir nuevos escenarios para
profundizar en el conocimiento de la fisiología celular y su relación
con determinadas patologías relacionadas con acumulaciones de proteínas
en el retículo endoplasmático (fibrosis quística, por ejemplo).
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