La proteína es la sustancia fundamental de la vida. El código genético que dirige la síntesis de proteínas se almacena en el ADN. Cuando se instruye a una célula, la información del código se transfiere del ADN al ARNm. Luego, la información sobre el ARNm se transfiere aún más a la proteína.
Existen dos conjuntos de sistemas de traducción de proteínas en células de mamíferos: el sistema de traducción citoplasmática y el sistema de traducción mitocondrial, ambos compuestos por ribosomas, ARNt y factores de traducción. El sistema de traducción traduce ARNm en proteína biológicamente competente de acuerdo conla información sobre ARNm. Sin embargo, el mecanismo de coordinación entre el sistema de traducción citoplasmática y el sistema de traducción mitocondrial ha sido un misterio.
Un artículo de investigación titulado "El factor de elongación de los mamíferos 4 regula la traducción mitocondrial esencial para la espermatogénesis" se publicó en línea en la revista Naturaleza, biología estructural y molecular el 11 de abril de 2016. Describe el mecanismo de diafonía entre la traducción mitocondrial y la traducción citoplasmática.
El factor de alargamiento de la traducción mitocondrial 4 mtEF4 es un factor de control de calidad en la traducción de proteínas. Aunque la proteína está altamente conservada en la evolución, los nocaut genéticos previos de mtEF4 en algunos organismos modelo no mostraron cambios fenotípicos significativos.
En este estudio, mediante el uso de un modelo sistémico de ratones inactivados del gen mtEF4, los investigadores descubrieron que la omisión de mtEF4 daña la función de fosforilación oxidativa en las células germinales de los ratones machos, causando así la esterilidad masculina.
Un estudio adicional encontró que la tasa de traducción de la proteína mitocondrial aumentó después de que se eliminó el mtEF4. Sin embargo, el precio era una "tasa calificada" más baja para la proteína y una vida media más corta de la proteína. Con el fin de seguir el ritmo de la "aceleración"traducción mitocondrial, las células somáticas activaron la vía de señalización de mTOR para acelerar la traducción citoplasmática y equilibrar la traducción mitocondrial. De esta manera, las células somáticas resolvieron con éxito el impacto negativo de la traducción mitocondrial de alta velocidad.
En contraste, la vía de señalización de mTOR no se pudo activar en las células de la línea germinal, porque el ensamblaje mitocondrial complejo de las células germinales no se pudo ensamblar, y el proceso de maduración de los espermatozoides se estancó en la etapa de espermatozoides redondos, lo que finalmente resultó en esterilidad masculina.
Este estudio revela un nuevo mecanismo de intercambio de información dentro de la célula: la vía de señalización mTOR equilibra la dinámica entre la traducción mitocondrial y la traducción citoplasmática. Cuando la tasa de traducción mitocondrial aumenta, la vía de señalización mTOR se activa, lo que provoca el aumento de la proteína citoplasmáticatasa de traducción para contrarrestar la presión del aumento de la traducción mitocondrial, lo que representa un nuevo mecanismo de adaptación evolutiva. Además, este estudio reveló una nueva razón para la infertilidad masculina y es de gran valor para el tratamiento clínico de la infertilidad masculina.
Esta investigación involucró la cooperación de muchas instituciones, incluido el Instituto de Biofísica IBP, el Instituto de Zoología, la Academia de Ciencias Médicas Militares, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Tianjin y otros institutos. El Instituto de Biofísica y la Universidadde la Academia de Ciencias de China son la primera y la segunda institución, respectivamente. El Prof. QIN Yan IBP es el autor correspondiente. GAO Yanyan y BAI Xiufeng son los primeros autores de este artículo. Este trabajo también fue apoyado porMinisterio de Ciencia y Tecnología de China, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales y Proyectos Claves de la Academia de Ciencias de China.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sede de la Academia de Ciencias de China . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :