Bajo los Programas de Investigación Básica Estratégica de JST, Noda Nobuo Jefe de Laboratorio y Yamasaki Akinori, Becario Postdoctoral actualmente Profesor Asistente, Instituto de Tecnología de Tokio, en el Instituto de Química Microbiana en colaboración con otros investigadores, han descubierto que la autofagia es efectivapara la degradación selectiva de proteínas en un estado de gota líquida 1 que se forma a través de la separación de fases líquido-líquido 2 pero que no funciona bien con la degradación de proteínas en agregación o estado sólido.
La autofagia es uno de los mecanismos a través del cual se degrada la proteína celular. Existe un tipo selectivo de autofagia llamada autofagia selectiva 3 que ataca y degrada proteínas y orgánulos específicos. Se ha asumido que la autofagia selectiva previene la aparición de enfermedades,pero el estado de las proteínas en las que podrían degradarse eficientemente no estaba claro.
Este grupo de investigación utilizó la autofagia selectiva de la proteína Ape1 en levadura como sistema modelo y logró reconstituir el proceso de aislamiento de Ape1 con una membrana lipídica en un tubo de ensayo. Reveló que la proteína Ape1 está efectivamente aislada por la membrana lipídica a través del funcionamientode las proteínas receptoras y Atg8 cuando Ape1 forma gotas pero no está aislado por la membrana lipídica cuando Ape1 forma agregados.
El descubrimiento de que la autofagia selectiva es efectiva en la degradación de las gotas de proteínas pero no lo hace en la degradación de los agregados de proteínas indica que la activación de la autofagia por sí sola es insuficiente en la prevención y el desarrollo de medicamentos terapéuticos para enfermedades neurodegenerativas y otras enfermedades que se cree que son causadas porla acumulación de proteínas anormales y que es importante desarrollar medicamentos que cambien las agregaciones en gotas, lo que con suerte conducirá al descubrimiento de medicamentos que se dirigen a la "separación de fase líquido-líquido", que es el mecanismo para crear gotas.
También se demostró por primera vez que el paso de aislamiento para la proteína objetivo en autofagia selectiva se puede llevar a cabo solo con el Atg8 y las proteínas receptoras. La autofagia también degrada selectivamente las mitocondrias y otros orgánulos, así como las bacterias patógenas. Atg8 y las proteínas receptorastambién podría ser responsable del aislamiento selectivo en un mecanismo similar en estos casos. La aplicación del sistema de reconstitución de probeta desarrollado aquí promovería la investigación sobre los mecanismos de autofagia selectiva para una amplia variedad de objetivos.
1 Gotita líquida
Un condensado de macromoléculas con fluidez creada cuando la proteína y / o los ácidos nucleicos sufren separación de fase líquido-líquido. Las gotas también se conocen como "orgánulos sin membrana" y realizan varias funciones dentro de la célula. Una gota asume espontáneamente una forma esférica.también tiene una alta fluidez interna e intercambia activamente moléculas con su entorno.
2 Separación de fase líquido-líquido
Este es el fenómeno de una fase líquida uniforme que se separa en múltiples fases líquidas. Se observa en la vida diaria como la separación de agua y aceite, que ocurre dentro de las células con proteínas y ácidos nucleicos.
3 Autofagia selectiva?
Vía autofágica que degrada objetivos específicos cuando la célula lo requiere, a diferencia de la autofagia ordinaria, que se desencadena por inanición y degrada indiscriminadamente los componentes intracelulares. En la autofagia selectiva, existen proteínas receptoras que reconocen la gran variedad de objetivos para la degradación.se cree que todos cargan selectivamente sus objetivos en los autofagosomas al conectarse tanto a los objetivos de degradación como a las proteínas Atg8 en los autofagosomas.
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Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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