En un nuevo hallazgo inesperado, los bioquímicos de la Universidad de Massachusetts Amherst informan que un sistema de contención de daños en bacterias estresadas puede ser invadido y bloqueado, pero que esto lleva a que las células respondan activando vías muy diferentes para asegurarse de que lael crecimiento continúa.
Rilee Zeinert, estudiante de doctorado en el Programa de Biología Celular y Molecular y su asesor, el profesor Peter Chien, informan sobre sus experimentos recientes y el descubrimiento sobre cómo las bacterias cambian de marcha para responder a diferentes tensiones pero aún mantienen funciones celulares normales como la replicación del ADN enel número reciente de la revista Cell, célula molecular . Otros autores contribuyentes incluyen a Benjamin Tu y Hamid Baniasadi en el Centro Médico de la Universidad de Texas Southwestern.
Chien dice que debido a que todas las células deben mantener un crecimiento normal incluso durante condiciones estresantes y todas las células contienen proteasas de limpieza que degradan las proteínas usadas y otros desechos, puede haber una regulación similar en otras respuestas biológicas. Sugiere: "Las células cancerosas tambiéncrecen constantemente en condiciones de estrés proteico, por lo que comprender cómo las células en general aprovechan la competencia de proteasas para responder al estrés conduce a tentadoras especulaciones de que podemos inhibir vías similares para bloquear el crecimiento descontrolado ".
En las bacterias, una proteasa conocida como Lon destruye las proteínas dañadas para proteger a las células de sus consecuencias tóxicas y también degrada las proteínas de señalización normales. El estrés que es tóxico para las proteínas, que causa un plegado incorrecto, por ejemplo, hace que las bacterias no soloTrate de seguir eliminando estas proteínas dañadas, pero para mantener procesos como la replicación del ADN para un crecimiento normal. Zeinert estudió la proteasa Lon y las vías que utiliza durante el estrés celular, como los ataques de antibióticos o el calor extremo, para lograr esto.
En su nuevo artículo, los autores muestran que cuando las bacterias están estresadas, el aumento de proteínas dañadas termina por inundar temporalmente la proteasa Lon. Esto da como resultado la estabilización de proteínas de señalización que normalmente serían degradadas por Lon, lo que desencadena una cascada derespuestas, explica Chien.
Agrega: "Las proteínas mal plegadas son canarios en las minas de carbón. Cuando se acumulan tanto que Lon ahora está bloqueado, las células responden activando las vías necesarias para asegurar el crecimiento". En particular, las células aumentan la cantidad dedesoxinucleótidos - el 'DN' del ADN - componentes básicos que se necesitan para la replicación del ADN ".
Zeinert, Chien y sus colegas descubrieron esta nueva vía inesperadamente cuando exploraban el carácter esencial de diferentes genes que dependen de la proteasa Lon. Chien recuerda, "Rilee estaba usando un nuevo enfoque que analiza el costo de aptitud de cada gen en diferentesantecedentes mutantes. Sorprendentemente, descubrió que la pérdida de un gen de síntesis de desoxinucleótidos normalmente esencial ahora se toleraba en células que carecían de la proteasa Lon ".
Esto significaba que al disminuir la actividad de Lon, las células compensarían produciendo más desoxinucleótidos, un resultado que los investigadores confirmaron con metabolómica, un procedimiento que mide cientos de sustancias químicas en una célula a la vez, agrega.
Chien explica: "La metabolómica nos dijo que había un cambio sustancial en todos los componentes básicos de la síntesis de ADN cuando la actividad de Lon estaba comprometida. Al mismo tiempo, habíamos visto que cuando las células están estresadas, también parecen producir másestas moléculas ". Esa conexión llevó a los investigadores a determinar que fueron las proteínas dañadas que surgen del estrés que causaron un bloqueo de la actividad de Lon las que dieron como resultado esta respuesta.
Chien, quien es director del Centro de Modelos para Medicina en el Instituto de Ciencias de la Vida Aplicadas en UMass Amherst, señala que este trabajo fue financiado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales en la forma de una subvención MIRA a Chien y alPrograma de capacitación en química y biología, que también apoyó a Zeinert. El programa MIRA no financia proyectos individuales, sino programas amplios de investigación básica de descubrimientos, para alentar a los investigadores a proponer proyectos más creativos, innovadores y a más largo plazo y a preocuparse menos por proyectos a corto plazo.metas y resultados.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Massachusetts Amherst . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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