Los investigadores australianos se encuentran entre los primeros en el mundo en tener acceso a un nuevo enfoque para comprender los cambios complejos que controlan cómo funcionan las proteínas en nuestras células en la salud y la enfermedad.
La nueva técnica de proteómica llamada 'recorte de ubiquitina' permite a los investigadores crear mapas de alta definición de cómo se modifican las proteínas mediante un proceso llamado ubiquitinación. La técnica proporciona un nuevo nivel de detalle para comprender el papel de la ubiquitinación en las células y podría descubrircambios sutiles que contribuyen a una variedad de enfermedades que incluyen cáncer, afecciones inflamatorias y trastornos neurodegenerativos.
La investigación, que se publicó hoy en Naturaleza , fue dirigido por el profesor David Komander, investigador del Instituto Walter y Eliza Hall, quien realizó el trabajo en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC en Cambridge, Reino Unido.
arquitectura de Ubiquitin
La ubiquitina es una proteína pequeña que puede unirse a otras proteínas en una célula, ya sea como una sola unidad o en cadenas más largas, lineales o ramificadas. El profesor David Komander, que dirige la división de señalización de ubiquitina recientemente establecida en el Instituto, dijo que la ubiquitinación de proteínas podría afectar a todosprocesos celulares.
"La ubiquitinación puede cambiar el funcionamiento de las proteínas, alterando potencialmente su actividad, redirigiéndolas a diferentes partes de la célula o regulando sus interacciones con otras proteínas. Uno de los ejemplos más conocidos de ubiquitinación es cuando se dirige a proteínas específicas para su destrucción,regula los niveles de la proteína en la célula, pero ahora sabemos que hay muchos más roles sutiles y complejos para la señalización de ubiquitina ", dijo.
"La 'arquitectura' de las cadenas de ubiquitina puede ser compleja con muchas ramas que influyen en su impacto en las proteínas, sin embargo, hasta ahora ha sido casi imposible para los investigadores detectar y distinguir entre diferentes estructuras de ramificación. Esto ha limitado los experimentos que fueron posiblescomprender el papel de la ubiquitinación en los procesos de la enfermedad "
La nueva técnica de 'recorte de ubiquitina', desarrollada por el profesor Komander y sus colegas de la Universidad de Cambridge y la Universidad de Viena, permite a los científicos medir diferentes arquitecturas de la cadena de ubiquitina al tratar previamente muestras de proteínas y luego analizarlas mediante electroforesis yespectrometría de masas.
"El recorte de ubiquitina nos ha permitido revelar un nivel completamente nuevo de complejidad en la señalización de ubiquitina. En nuestros experimentos piloto, descubrimos que las cadenas ramificadas de ubiquitina son mucho más comunes de lo que se pensaba anteriormente. También podríamos estudiar combinaciones de modificaciones en ubiquitina y otras proteínas- una hazaña que hasta ahora era bastante difícil ", dijo el profesor Komander.
"Esta es una técnica revolucionaria que simplifica la investigación de ubiquitina, permitiendo un nuevo nivel de experimentación detallada. Es la diferencia entre describir una casa basada únicamente en la cantidad de paredes, ventanas y puertas que tiene, versus mirar los planos arquitectónicos detallados."
Nuevas ideas sobre enfermedades
La ubiquitinación alterada de proteínas se ha implicado en una variedad de enfermedades, incluyendo cáncer, enfermedades inflamatorias y trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson. El profesor Komander dijo que la técnica de recorte de ubiquitina ya se estaba aplicando para estudiar muestras de pacientes.
"Mi colega del instituto Walter y Eliza Hall, la Dra. Rebecca Feltham está utilizando el recorte de ubiquitina para buscar patrones de ubiquitinación de proteínas en muestras de pacientes con artritis reumatoide, una enfermedad inflamatoria compleja. Esto podría dar nuevas ideas sobre cómo esta enfermedad se desarrolla y responde a las enfermedades existentesterapias ", dijo.
"La ubiquitinación también es un objetivo prometedor para el desarrollo de nuevos fármacos. El recorte de ubiquitina será un aspecto crítico de la investigación de descubrimiento de fármacos de mi equipo".
"Es emocionante que los investigadores australianos estén entre los primeros en el mundo en tener acceso al recorte de ubiquitina, y espero ver que la técnica respalde muchos descubrimientos emocionantes, incluso a través de nuestras colaboraciones con otros grupos de investigación".
La investigación en la Universidad de Cambridge fue apoyada por el Consejo de Investigación Médica del Reino Unido, el Consejo Europeo de Investigación, el Instituto Lister de Medicina Preventiva Reino Unido, la Fundación de Ciencias de Austria y una beca Gates Cambridge. La investigación del profesor Komander en el Walter andEl Instituto Eliza Hall cuenta actualmente con el apoyo del Gobierno de Victoria.
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Materiales proporcionado por Instituto Walter y Eliza Hall . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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