Nueva investigación del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea, que se publicará en el Revista de Química Biológica el 13 de octubre, descubrió que el proteasoma, un complejo proteico esencial que descompone las proteínas en las células, tiene otra función inesperada: regular directamente el empaquetamiento del ADN en el núcleo.
El proteasoma descompone las proteínas que la célula ha marcado para degradarse en un proceso llamado proteólisis. Se ha observado disfunción en el proteasoma en enfermedades de muchos sistemas fisiológicos, desde los sistemas inmunológico, nervioso y cardiovascular hasta los procesos de envejecimiento de todo el organismo.La investigación sugiere que, al igual que una navaja suiza con herramientas ocultas, el proteasoma puede realizar funciones adicionales que no implican proteólisis.
El ADN está organizado en el núcleo en complejos con proteínas en el núcleo en una forma llamada cromatina. En términos generales, la cromatina flojamente empaquetada, o euchromatina, permite que el ADN se transcriba y los genes se expresen, mientras que la heterocromatina fuertemente empaquetada impide la expresión génica.
En experimentos con células de levadura, Hogyu David Seo, un estudiante graduado en el laboratorio de Daeyoup Lee, descubrió que el proteasoma podría inducir la formación de heterocromatina en algunas partes del genoma pero evitar que se propague a otras regiones. Sorprendentemente, las mutaciones en elel proteasoma que reveló los efectos del proteasoma sobre la cromatina no tuvo ningún efecto sobre la proteólisis, lo que significa que el proteasoma afecta a la heterocromatina a través de una actividad diferente a la proteólisis. Todavía no se sabe cómo lo hace.
"[El proteasoma] puede ejercer fuerza sobre las proteínas y translocarlas, inclinarlas, doblarlas", dijo Seo. "Así que creo que el proteasoma modula físicamente las proteínas que actúan como un escudo para la heterocromatina. Así es como creo que podría funcionar".
La formación y diseminación de heterocromatina es de interés en el campo de la epigenética, porque los cambios en el estado de la cromatina de las células en una generación pueden transmitirse potencialmente a la siguiente generación.
"[El proteasoma] puede tener algún efecto en la herencia de programación epigenética porque afecta la propagación de la heterocromatina", dijo Seo. "No estoy realmente seguro de cómo podría funcionar, porque hay muchas maneras en que podría actuar,pero estoy seguro de que puede ejercer algunos efectos sobre la programación epigenética "
Por ahora, el equipo se centra en comprender cómo el proteasoma regula la heterocromatina en organismos además de la levadura, incluidos los ratones y las células humanas.
"El proteasoma interactúa con prácticamente todas las proteínas de nuestro cuerpo con respecto a la función de degradación de proteínas", dijo Lee. "Creemos que nuestro trabajo es solo un vistazo de lo que puede hacer esta proteína ... Diseccionar las funciones del proteasomadefinitivamente ayuda a desarrollar estrategias terapéuticas para diversas enfermedades, como las enfermedades neurológicas y el cáncer ".
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Materiales proporcionados por Sociedad Americana de Bioquímica y Biología Molecular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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