Científicos del Instituto de
Investigación Scripps (TSRI) en Estados Unidos han determinado cómo dos
proteínas ayudan a crear orgánulos, o subunidades especializadas dentro
de una célula, que desempeñan un papel vital en el mantenimiento de la
salud celular. Este descubrimiento abre la puerta a la investigación de
sustancias que podrían interferir con la formación de estos orgánulos y
conducir a nuevas terapias para el cáncer, según este estudio, publicado
este domingo en la revista 'Nature Structural & Molecular Biology'.
La investigación se centra en la estructura y función de las
proteínas ATG12 y ATG5, necesarias para formar un orgánulo llamado
autophagosome, que actúa como una bolsa de basura que elimina los
materiales tóxicos y proporciona nutrición a la célula a través del
reciclaje. "Estamos muy contentos de haber determinado la estructura de
estas proteínas enlazadas con el fin de que la información esté
disponible para hacer el siguiente nivel de investigación", dijo el
director de la investigación, Takanori Otomo, del TSRI.
Al comienzo del estudio, Otomo y sus colegas sabían que muchas
proteínas trabajan juntas para formar autofagosomas como parte del
proceso conocido como autofagia, que descompone proteínas grandes,
patógenos invasivos, residuos de células y materiales tóxicos. En este
proceso, una proteína clave, LC3, se une a un lípido o molécula de
grasa, en la membrana autofagosoma, pero no puede hacerlo sin la ayuda
de ATG12 y ATG5, y una célula no formará una autophagosome si el enlace,
o conjugado, entre estas dos moléculas no se ha establecido.
Otomo y sus colegas se propusieron determinar la forma del
conjugado ATG12-ATG5 y averiguar por qué se necesitaba para lipidación
de LC3, cuyos detalles conocieron a través de un método llamado
cristalografía de rayos X. Cuando ATG12 y ATG5 se unen, forman una
arquitectura rígida y crean un área de superficie que se compone de
aminoácidos conservados evolutivamente y facilita la lipidación de LC3,
hallazgo que se confirmó con la mutación de los aminoácidos conservados,
que impidió una autophagosome de la formación.
Otomo y colegas también identificaron una superficie en el
conjugado ATG12-ATG5 que se une a ATG3, otra enzima requerida para unir
LC3 al lípido. Con este nuevo conocimiento, los investigadores esperan
poder diseñar moléculas que inhiban la formación autophagosome, una
línea de investigación que tiene implicaciones para el tratamiento del
cáncer: "A medida que comprendamos los mecanismos moleculares de cada
etapa de la autofagia, vamos a tener una mejor idea de cómo manipular la
vía con fines terapéuticos. Este campo es todavía joven y hay una gran
cantidad de incógnitas".
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