La tensión en la membrana externa de las células juega un papel importante en una serie de procesos biológicos. Una caída localizada de la tensión, por ejemplo, hace que sea más fácil que la superficie se doble hacia adentro y forme invaginaciones que se convertirán en vesículas libres dentro delEstos están delimitados por una membrana que contiene todas las proteínas originalmente presentes en las invaginaciones. Una función fundamental de estos llamados endosomas es clasificar las proteínas hasta su destino celular, por ejemplo, reutilización o degradación. ¿Las funciones de los endosomas están moduladas por variaciones enCientíficos de la Universidad de Ginebra UNIGE y del Centro Nacional de Competencia en Investigación de Biología Química han respondido afirmativamente gracias a su investigación de alta precisión publicada en la revista Biología celular natural . Utilizando sondas moleculares que ellos mismos idearon, el equipo multidisciplinario ha tenido éxito en dos áreas: han medido la tensión de la membrana de estos endosomas que forman parte del centro de clasificación de la célula; y han logrado demostrar que esta relajación ayuda a formar vesículasdentro de los endosomas, es decir, vesículas dentro de las vesículas o "vesículas intraluminales", que transportan las proteínas a degradar. Es un descubrimiento de fundamental importancia que podría tener implicaciones en el campo del cáncer y las enfermedades degenerativas.
¿Cómo se pueden utilizar herramientas químicas en tiempo real para medir las propiedades físicas de las estructuras internas de una célula mientras aún está viva? Este es uno de los desafíos que el Centro Nacional de Competencia en Investigación NCCR de Biología Química - dirigido a laUNIGE - ha estado tratando de cumplir desde su lanzamiento en 2010. Para ayudar a alcanzar este objetivo, un equipo del NCCR desarrolló sondas moleculares que tienen la capacidad de penetrar en las células y unirse selectivamente a la membrana de algunos orgánulos mitocondrias, retículo endoplásmico,lisosomas, etc. que funcionan en la profundidad del citoplasma. Una de las particularidades de estas herramientas microscópicas es que cambian su fluorescencia cuando se distorsionan por una variación en la tensión de la membrana en la que se insertan.
bolsas de basura
El primer proceso fisiológico que el equipo de investigación decidió estudiar con esta nueva herramienta fue la formación de vesículas intraluminales ILV dentro de un orgánulo, los endosomas. Estas ILV se pueden comparar con pequeñas bolsas de basura que contienen las proteínas y otros compuestos queLos endosomas luego transportan ILV a los lisosomas, que son las plantas de energía celular para destruir y reciclar los desechos de las células. El objetivo del estudio de Ginebra fue determinar si una caída en la tensión de la membrana del orgánulo puede ser responsablepara la formación de las ILV y, por lo tanto, si la clasificación de proteínas en la célula está regulada por las propiedades físicas de la membrana.
"Sometimos nuestras células a un choque hipertónico, lo que significa que aumentamos la concentración de los solutos compuestos en solución en su entorno", comienza Vincent Mercier, investigador del Departamento de Bioquímica de la Facultad de Ciencias de UNIGE y el primero del artículo.autor. "En respuesta, las células expulsaron agua para equilibrar las concentraciones de solutos dentro y fuera de la célula. Como resultado, su volumen disminuyó, al igual que la tensión de la membrana. Usando nuestras sondas, observamos que la membrana de los endosomas se relajó en elde la misma manera que la membrana de toda la célula ".
Mejor aún, esta caída de tensión fue acompañada por la movilización en la superficie de los orgánulos de los compuestos necesarios para formar un complejo llamado ESCRT-III que es exactamente la principal máquina molecular requerida para producir ILV. Un experimento diferente fuerealizado para correlacionar estos hallazgos con la producción real de ILV.
control de tensión
"También expusimos nuestras células a factores de crecimiento epidérmico EGF, que sabemos que desencadenan la producción de ILV después de una cascada de reacciones", dice Aurélien Roux, profesora del Departamento de Bioquímica de UNIGE. "Utilizando las mismas sondas, estábamospoder calcular que este proceso también va acompañado de una caída en la tensión de las membranas de los orgánulos.Estos resultados, obtenidos gracias a una colaboración multidisciplinar que combina habilidades en biología, química y física, nos lleva a concluir que la tensión de la membrana controla lafunciones de los orgánulos. "
Es una conclusión importante ya que la formación de ILV a partir de la membrana de los endosomas es un proceso que es fundamental para el buen funcionamiento de las células. En el caso específico de este estudio, este aparato biomecánico se puede utilizar para atrapar y rápidamentedestruyen los EGF, por lo que interrumpen la señal emitida por este factor de crecimiento antes de que se las lleve. Una alteración en este mecanismo de control a menudo se asocia con la aparición de cáncer o enfermedades degenerativas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Genève . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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