La investigación revela las complejidades moleculares de las cascadas de señalización celular que funcionan para mantener la integridad del genoma al reprimir la autofagia durante el proceso dinámico de división celular.
La investigación en el Instituto que une la señalización celular, la autofagia, la espectrometría de masas y la experiencia en imágenes ha resuelto una pregunta fundamental sobre si el proceso de reciclaje celular se detiene durante la división celular. Además, los investigadores identificaron los mecanismos involucrados y describieron cómo la represión habitualsistema y la represión específica de mitosis de la interconexión de autofagia. La investigación, dirigida por el grupo de Simon Cook en el programa de investigación de señalización en el Instituto, se publica hoy en la revista célula molecular .
La autofagia es el proceso de reciclaje celular que equilibra la disponibilidad de bloques de construcción celulares con la demanda. Si la demanda excede la disponibilidad, la autofagia asegura que los componentes no esenciales se descompongan y reutilicen. La autofagia es esencial en nuestras células ya que permite que las células puedan hacer frente aestrés, como la disponibilidad reducida de nutrientes. Es crucial para el correcto desarrollo del embrión y los problemas con la autofagia están relacionados con una amplia gama de enfermedades y trastornos. De hecho, se especula que la represión de la autofagia durante la mitosis que se informa aquí garantiza la protección del genoma duranteeste período vulnerable, que previene la inestabilidad genómica, una característica del envejecimiento y el cáncer.
"Reunir la experiencia de diferentes grupos aquí en el Instituto nos permitió proporcionar una respuesta definitiva sobre si la autofagia se reprime o no durante la mitosis. Además, hemos podido describir los mecanismos involucrados para proporcionar una comprensión mucho más clarade lo que realmente está sucediendo ", dijo el Dr. Simon Cook, líder del grupo en el programa de investigación de Señalización del Instituto.
Los investigadores utilizaron marcadores fluorescentes e imágenes de células vivas de líneas celulares humanas para demostrar inequívocamente que la autofagia se reprime durante la mitosis.
En condiciones habituales cuando la célula no se divide, el complejo de proteínas mTORC1 reprime la autofagia cuando hay suficientes aminoácidos disponibles en la célula para cumplir con sus requisitos para la síntesis de proteínas. Sin embargo, una vez que el nivel de aminoácidos disminuye, mTORC1 se desactiva.alivia la represión y se activa la autofagia, generando aminoácidos y otros componentes básicos para garantizar que se satisfagan las necesidades de la célula.
Durante el proceso de división celular, el ADN de la célula, que generalmente se mantiene protegido en el núcleo, se libera en el espacio celular más amplio. Esto se propuso para dejar el ADN vulnerable a la digestión y al daño por autofagia, lo que llevó a investigadores anteriores a argumentar quela autofagia debe ser reprimida durante la división celular para mantener la integridad del genoma. Este concepto fue cuestionado por otros que informaron que la autofagia se mantuvo durante el proceso de división.
Los investigadores del Instituto descubrieron que durante la mitosis, el mecanismo establecido de respuesta a los nutrientes de la represión de la autofagia por mTORC1 estaba ausente. En cambio, fue reemplazado por el regulador clave de la mitosis en sí, CDK1, que no responde a la privación de nutrientes.efecto de desacoplar el control condicional de la autofagia, poniendo un alto definitivo a la autofagia hasta que se complete el proceso de división celular.
Richard Odle, primer autor del artículo y quien realizó este trabajo mientras era estudiante de doctorado en el grupo de Simon Cook, dijo: "Utilizando modelos establecidos de autofagia y mTORC1 desarrollados por el grupo Ktistakis, hemos podido demostrar la falta de autofagosomaslas fábricas de reciclaje de la célula durante la mitosis. Además, nuestra identificación de un cambio en la regulación de mTORC1 a CDK1 proporciona una nueva visión fundamental de la autofagia durante la mitosis y claridad para los campos de investigación asociados en el futuro ".
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Materiales proporcionado por Instituto Babraham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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