💡 Resumen (TL;DR):
- Investigadores del OIST crearon el primer catálogo a gran escala de las proteínas que sellan heridas celulares.
- El equipo analizó más de 5,700 moléculas e identificó 80 que acuden a reparar el daño, 72 de ellas desconocidas en este proceso.
- El descubrimiento detalla un mecanismo evolutivo antiguo que guiará el estudio del envejecimiento y enfermedades neurodegenerativas en humanos.
Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) publicaron el 10 de marzo en la revista eLife el primer catálogo de las moléculas encargadas de curar las células. El equipo identificó 80 proteínas en la levadura en gemación que acuden de inmediato a sellar las perforaciones en la capa externa.
La membrana plasmática es la barrera delgada que separa el interior de cada célula del mundo exterior. Soporta estrés mecánico constante, cambios ambientales y toxinas bacterianas. Si se perfora, la célula debe cerrar el daño rápidamente o morirá.
Las mutaciones en estas proteínas de reparación están ligadas a enfermedades como la distrofia muscular. Sin embargo, la lista completa de las moléculas involucradas seguía siendo un misterio para la ciencia.
“Este es el primer catálogo a gran escala de las proteínas de reparación de la membrana plasmática, y una línea de tiempo de cómo se desarrolla el proceso”, declaró el Dr. Yuta Yamazaki, autor principal del estudio e integrante de la Unidad de Membranología del OIST.
Para trazar este mapa, el equipo evaluó más de 5,700 proteínas de levadura etiquetadas con GFP bajo condiciones de estrés. Utilizaron un láser para perforar células individuales y rastrearon el movimiento de las proteínas con imágenes en vivo durante un lapso de 25 minutos.
Descubrieron que 72 de las proteínas identificadas nunca antes se habían asociado con este proceso de curación.
Una coreografía celular de emergencia
El estudio detalló una respuesta de emergencia estrictamente sincronizada:
- Primero, llegaron las proteínas de la vía de señalización Pkc1.
- Luego ocurrió la exocitosis, responsable de entregar lípidos frescos y componentes estructurales para sellar la herida.
- En una revelación inesperada, la endocitosis mediada por clatrina tomó el control en las etapas finales para restaurar la estructura normal de la membrana.
“Anteriormente se reportó la endocitosis en el sitio de daño en células de mamíferos, pero no en la levadura en gemación”, explicó el Dr. Yamazaki. “Demostramos que también ocurre en la levadura, sugiriendo que este es un mecanismo de reparación antiguo, de antes de que los mamíferos y las levaduras se diferenciaran”.
Los investigadores también detectaron que muchas de estas 80 proteínas residen normalmente en la punta del brote en crecimiento, el área donde se construye nueva membrana durante la división celular. Al ocurrir un daño, abandonan su posición habitual y se reubican en la herida.
“La maquinaria de reparación de heridas parece ser similar a la involucrada en la creación de una nueva membrana”, concluyó el Dr. Yamazaki.
Debido a que gran parte de estos mecanismos de defensa se conservan a nivel evolutivo, el catálogo servirá como punto de partida para estudiar la reparación de la membrana en células humanas. El nuevo conjunto de datos guiará la investigación de condiciones médicas donde la integridad de la membrana falla, abarcando desde lesiones en el músculo cardíaco hasta el envejecimiento celular.
