La endocitosis, un proceso fundamental que usan las células para absorber macromoléculas, funciona de manera muy similar a una esclusa de aire en una nave espacial, pero más flexible, dice el Dr. Gunther Hollopeter, profesor asistente de medicina molecular en el Colegio de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cornell. Los investigadores tienenestudió cómo las células inician y realizan endocitosis desde la década de 1960, pero en un nuevo artículo en la revista eLIFE , el laboratorio de Hollopeter finalmente describe cómo las células apagaron esta importante maquinaria celular. Y sus hallazgos no están exentos de controversia.
"Hasta nuestro trabajo, las personas no habían apreciado que es importante desactivar este proceso", dijo Hollopeter. La endocitosis funciona en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, infecciones virales, cáncer y enfermedades cardiovasculares ". Por eso es importante que comprendamos cómoesta maquinaria está funcionando. Si pudiéramos descubrir cómo subirlo o bajarlo, y sintonizarlo en diferentes sistemas de órganos, tal vez podríamos controlar algunas de estas progresiones de enfermedades ".
La endocitosis es crucial para el funcionamiento diario de todos los tipos de células. "El tipo de endocitosis que estudiamos es una herramienta multipropósito que usan las células, es muy adaptable", dijo Edward Partlow, un estudiante graduado en el laboratorio Hollopeter. Por ejemplo, elel proceso ayuda a determinar cómo responden las células a las señales que les indican cuándo crecer y proliferar, permite a las neuronas modular las reacciones a los neurotransmisores y permite que las células del hígado eliminen el colesterol del torrente sanguíneo.
El sistema es tan universalmente importante en organismos multicelulares que hongos, plantas y animales comparten prácticamente las mismas máquinas moleculares para llevar a cabo la endocitosis. Debido a esta uniformidad, el grupo de Hollopeter trabaja con el organismo modelo C. elegans, un gusano microscópico que esfácil de manipular: para descubrir cómo funciona el proceso. Crean diferentes mutaciones que interrumpen la endocitosis, lo que causa mejillas llenas de líquido distintivas que parecen papadas. Al descubrir cómo arreglar las papadas de los gusanos y restaurar la endocitosis, pueden reconstruirqué proteínas son necesarias para el sistema y qué papel juegan. Luego, los investigadores verifican que las mismas reglas se aplican en otros animales que usan proteínas aisladas de humanos y ratones.
Durante la endocitosis, las células forman lo que parece un "pozo peludo" debajo de las macromoléculas, las envuelven y pellizcan la carga dentro de un compartimento de membrana dentro de la célula. El "pelaje" es en realidad una capa de proteínas de andamiaje llamadas clatrina.no se puede unir directamente a la membrana celular, un complejo de proteína adaptadora llamado AP2 primero cambia a un estado abierto y activo y luego vincula el andamiaje a la membrana para comenzar el proceso.
Anteriormente, el grupo de Hollopeter descubrió que la proteína FCHo actúa como un acelerador en el proceso para abrir AP2 y que otra proteína, NECAP, actúa como el freno y la cierra. En su último trabajo, el equipo se asoció con el Dr. Richard Baker,Un microscopista de la Universidad de California, San Diego, para crear una visualización en 3D que muestra cómo NECAP interactúa con AP2 mediante microscopía crioelectrónica. Esta tecnología ganadora del Premio Nobel implica la congelación instantánea de las proteínas y el uso de un haz de electrones de alta energía para crearuna imagen increíblemente de alta resolución. Las visualizaciones resultantes muestran que NECAP funciona como un clip de chip en una bolsa de papas fritas. Se adhiere a cada lado del complejo de proteínas AP para cerrarlo y prevenir la endocitosis.
Los investigadores aún no saben si el papel de NECAP es ayudar a reciclar la clatrina o si apaga la endocitosis como una forma de control de calidad. "Pensamos que actúa al final de la endocitosis", dijo Partlow, "o al principio para apagarlo, si el proceso comienza en el lugar equivocado o en el momento equivocado "
Los nuevos hallazgos contradicen directamente el trabajo de otros investigadores de endocitosis que también publicaron recientemente un artículo sobre la función de NECAP. Llegan a la conclusión de que NECAP funciona como un acelerador en lugar de un freno. Pero Hollopeter y Partlow piensan que todavía hay componentes de endocitosis que ella comunidad de investigación aún tiene que reconstruir.
En su trabajo actual, el grupo está investigando un nuevo tipo de gusano alegre, para descubrir por qué la disrupción de la endocitosis crea esas mejillas regordetas. Recientemente, Hollopeter y Baker recibieron una subvención de cinco años y $ 1.83 millones de los Institutos Nacionales de Salud paraapoyar su trabajo para identificar y visualizar los factores involucrados en la endocitosis.
"Mucha gente diría que esto ya se ha resuelto y sabemos todo lo que necesitamos saber al respecto. Pero cuanto más miramos la endocitosis, más reconocemos que todavía hay mucho que no sabemos", dijo Hollopeter"Podemos usar nuestro sistema para llegar a preguntas fundamentales sobre cómo se regula este complejo de proteínas y esa es realmente una oportunidad emocionante".
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Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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