El estudio de la rodopsina, la molécula que permite que el ojo detecte la luz tenue, tiene una historia larga y bien reconocida de más de 100 años. Sin embargo, todavía existe controversia sobre la estructura en la que existe la molécula en elcélulas del ojo. En un artículo publicado hoy en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , investigadores del Baylor College of Medicine, la Universidad de Utah y la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins han determinado por primera vez la configuración más probable de la rodopsina en un organismo vivo, y esperan que este descubrimiento ayude a desarrollar futuras terapias para la retinitispigmentosa, una enfermedad ocular degenerativa para la que no existe cura conocida.
"Hasta hace poco, el concepto establecido, basado en una gran cantidad de literatura de bioquímica, biofísica y fisiología, sostenía que la rodopsina existe y funciona como un monómero, una molécula única. Hace aproximadamente 10 años, sin embargo, comenzaron a surgir pruebasque la rodopsina puede existir como un dímero, un complejo de dos moléculas. Sin embargo, toda la evidencia de respaldo disponible proviene de experimentos in vitro, es decir, experimentos realizados fuera de un organismo vivo ", dijo el autor principal, el Dr. Yingbin Fu, profesor asociado.y Sarah Campbell Blaffer otorgó la cátedra de oftalmología en Baylor. "En este estudio hemos demostrado, por primera vez in vivo, dentro de un organismo vivo, que la rodopsina existe como un dímero".
La estructura y función de la rodopsina han servido durante mucho tiempo como modelo para los receptores acoplados a proteínas G GPCR, que constituyen la familia más grande de moléculas de proteínas que permiten que la célula detecte el ambiente exterior, incluida la luz, los olores y las hormonas.
Muchos GPCR tienen múltiples subunidades que son diferentes entre sí. La rodopsina, por otro lado, tiene una subunidad, por lo que es difícil distinguir los monómeros de rodopsina de los dímeros de rodopsina, in vivo. Para determinar si la rodopsina forma monómeros o dímeros in vivo, los investigadores probaron la capacidad de la rodopsina para formar dímeros con una molécula diferente, una opsina de cono.
"Obtuvimos la primera evidencia clara in vivo aprovechando una línea de ratón genéticamente modificada única que expresa una opsina de cono, una molécula responsable de la visión del color, en bastones: las células responsables de la detección de luz tenue que expresan naturalmente la rodopsina,"dijo Fu." Descubrimos que en ausencia de un cromóforo a base de vitamina A, una condición requerida para este experimento, la opsina del cono puede madurar y apuntar al lugar correcto si y solo si la rodopsina está presente para ayudarlo,es decir, cuando el cono opsina y la rodopsina forman un complejo de dos moléculas ".
Lo más importante, los investigadores también determinaron qué secciones o dominios de la molécula de rodopsina eran esenciales para formar dímeros. "También hemos confirmado un dominio que es clave para la dimerización de la rodopsina y mostramos, una vez más in vivo, que la maduración de la rodopsina y la orientación a suel lugar correcto en la célula se vuelve defectuoso cuando la dimerización se interrumpe al bloquear los dominios involucrados en la formación de dímeros ".
Los autores esperan que sus hallazgos también ayuden a desarrollar tratamientos futuros para la retinitis pigmentosa, que se ha asociado con más de 100 mutaciones de rodopsina ". Es concebible que algunas de las mutaciones que causan retinitis pigmentosa puedan afectar el proceso de dimerización de la rodopsina. Al desarrollar futuras terapias para esta afección, es importante tener en cuenta que la rodopsina funciona como un dímero ", dijo Fu.
"Considerando que la rodopsina es el GPCR prototípico, que la evidencia de un monómero de rodopsina funcional es tan fuerte, y que la resistencia general fuerte permanece en el campo contra el concepto de dímero de rodopsina, nuestros experimentos in vivo reportados aquí son, por lo tanto, cruciales para la direcciónel campo en la dirección correcta ", dijo el coautor Dr. King-Wai Yau, profesor de neurociencia en la Universidad Johns Hopkins.
"Como médico involucrado en múltiples ensayos clínicos de tratamiento para la retinitis pigmentosa, puedo decir que este es un hallazgo muy importante", dijo el Dr. Timothy Stout, presidente y profesor de oftalmología y director del Instituto Cullen Eye en Baylor ".Reclutamos al Dr. Fu en septiembre de 2015 como miembro del nuevo Centro de Investigación de la Retina en Baylor. Este trabajo es otra demostración de los enfoques innovadores y la experiencia multidisciplinaria del Dr. Fu para estudiar las enfermedades de la retina. Estoy seguro de que el equipo del Dr. Fu continuarápara hacer grandes descubrimientos en la investigación de la retina "
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Materiales proporcionado por Baylor College of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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