Se necesitan miles de tipos de células distintos para construir un recién nacido completamente desarrollado. Las células individuales adquieren su identidad al activar distintos conjuntos de genes, produciendo distintos conjuntos de moléculas de ARN y proteínas. Hasta ahora, la tasa general de síntesis de proteínas se ha reducidoConsiderado como una actividad de "limpieza" que no juega un papel importante en la definición de tipos de células. Nuevos resultados del laboratorio de Jürgen Knoblich en el IMBA en Viena ahora muestran que esto no es del todo cierto. El nuevo centro de datos alrededor de una molécula llamada HTATSF1.El grupo utilizó células madre embrionarias ES, células en etapa temprana que aún pueden construir cualquier órgano o tejido en un cuerpo animal o humano. Demuestran que HTATSF1 estimula la síntesis de proteínas en las células ES al aumentar la cantidad de ribosomas, las máquinas que construyen nuevasproteínas dentro de una célula. Sorprendentemente, esto influye en la transición de las células madre embrionarias de un estado fundamental verdaderamente ingenuo a un estado de transición más preparado donde las células están listas para especializarse.en el mismo mecanismo también controla las primeras etapas de desarrollo en un embrión de ratón, subrayando la importancia de esta nueva vía reguladora.El nuevo trabajo demuestra que incluso los procesos celulares básicos están involucrados cuando las células se diversifican en los diferentes bloques de construcción que componen nuestro cuerpo.El trabajo se llevó a cabo en colaboración con científicos del MFPL y se publica en la edición actual de Cell Stem Cell.
Una herramienta multiusos para promover la construcción de proteínas
HTATSF1 influye en la producción de proteínas de un genoma al menos en tres etapas. Dos de ellas ocurren durante los pasos que transforman la información de las moléculas de ARN en proteínas.
Cuando un gen se transcribe en un ARN mensajero, esta molécula generalmente contiene secuencias adicionales llamadas intrones que deben eliminarse. Este proceso se llama empalme y se lleva a cabo mediante una máquina llamada espliceosoma que consta de varias moléculas.La composición exacta del espliceosoma cambia según el tipo de célula.
La postdoctoral Nina Corsini y otros miembros del laboratorio de Knoblich descubrieron que en las células madre embrionarias, HTATSF1 es un componente de los espliceosomas. Su presencia significa que la máquina elimina intrones de ARN particulares. Después de esta etapa de procesamiento, se pasan a otra máquinallamado ribosoma, que intenta traducir el ARNm en una proteína. Sin HTATSF1, los intrones no se eliminan y las proteínas que se producen son defectuosas. La célula generalmente destruye estas moléculas antes de que se utilicen, ya que pueden causar daños. Defectosen el empalme y la falta de destrucción de tales proteínas defectuosas se han relacionado con una serie de enfermedades
Los científicos redujeron artificialmente las cantidades de HTATSF1 en las células madre embrionarias para determinar cómo afectaría esto a las células, en otras palabras, qué proteínas se deformarían. Aquí descubrieron un segundo medio por el cual HTATSF1 afecta la producción de las moléculas:es necesario para empalmar las proteínas que componen el ribosoma en sí. Por lo tanto, HTATSF1 debe estar presente para que se construya la maquinaria de traducción de proteínas en primer lugar.
Los científicos también descubrieron una tercera forma en que la molécula influye en la producción de proteínas. "También regula la transcripción de las moléculas de ARN que componen el ribosoma y desempeña un papel en su procesamiento", dice Corsini. "Sin esos ARN, las proteínas ganarontampoco se hace. Así que esta única molécula interviene en varias etapas para ajustar las tasas de síntesis de proteínas ".
Efectos sobre la diferenciación celular y el desarrollo embrionario
El efecto final de HTATSF1 es ayudar a controlar lo que sucede con las células madre embrionarias. Cuando los científicos presionaron a las ESC para que produjeran grandes cantidades de la molécula, no pudieron iniciar los caminos de especialización necesarios para formar los principales tejidos de los embriones.
El estudio es el primero en demostrar que este tipo de control de la síntesis de proteínas es importante para controlar el destino de las células madre embrionarias. En general, la producción de proteínas por los ribosomas se ha considerado una actividad de "mantenimiento" esencial para la vida detodas las celdas.
"Establecemos una conexión importante entre los niveles de producción de proteínas de las células y una decisión fundamental: si siguen siendo células madre 'pluripotentes' capaces de asumir muchos destinos, o si emprenden un camino de desarrollo que conduce a los tejidos especializados de lacuerpo ", dice Juergen Knoblich, subdirector científico de IMBA y último autor del estudio.
Una de las razones por las que el hallazgo es importante es que se sabe que la construcción de ribosomas que sintetizan proteínas se interrumpe en una serie de enfermedades ". Entre ellas se incluyen diversos tipos de cáncer, en los que las células se confunden sobre su origen o estados dediferenciación, y algunas enfermedades congénitas raras conocidas como 'ribosomopatías', como la anemia de Diamond Blackfan ", dice Knoblich.
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Materiales proporcionado por Instituto de Biotecnología Molecular IMBA . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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