Utilizando técnicas de microscopía avanzadas, los investigadores del Karolinska Institutet y la Universidad de Estocolmo en Suecia han visualizado con un detalle sin precedentes el mecanismo que las fuerzas de las células, las mitocondrias, utilizan para dar forma a sus proteínas. Los resultados fueron publicados en templar la naturaleza, Genera esperanzas de antibióticos más específicos y nuevos medicamentos contra el cáncer en el futuro.
Las mitocondrias son las centrales eléctricas de las células que convierten la energía atrapada en nuestros alimentos en la «moneda energética» funcional de las células. También tienen sus propias fábricas de síntesis de proteínas llamadas ribosomas, que tienen una apariencia diferente a las del citoplasma celular. Sin embargo, se sabe poco sobre cómo se producen los ribosomas mitocondriales, hasta ahora.
Esperábamos un ensamblaje único de la subunidad mitoribosómica grande, pero nuestros datos revelaron más sorpresas inesperadas. Estas observaciones brindan oportunidades para descubrir el alcance total de la diafonía entre el ensamblaje mitocondrial y otros aspectos de la función mitocondrial. «
Anas Khawaya, Co-primer autor del estudio, Posdoctorado, Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica, Instituto Karolinska
Usando una técnica llamada microscopía electrónica criogénica, los investigadores pudieron obtener imágenes de los jugadores clave involucrados en la compleja maquinaria que produce los ribosomas. Un hallazgo fue que un componente llamado factor de unión ribosomal A (RBFA) regula el proceso. El ribosoma consta de dos mitades, no muy diferente de un pan de hamburguesa. Los análisis de los investigadores muestran que una proteína llamada mS37 indica que estas dos partes pueden unirse y estar listas para comenzar la síntesis de proteínas.
Potencial clínico
Los hallazgos son un ejemplo de investigación básica en biología celular, pero el nuevo conocimiento también podría conducir a avances médicos, como antibióticos más específicos. Las mitocondrias son similares a las bacterias y los antibióticos que actualmente atacan la capacidad de las bacterias para producir proteínas también afectan nuestras mitocondrias.
“Si bien los mecanismos de traducción bacterianos y celulares se han estudiado durante décadas, solo ahora estamos comenzando a revelar cómo las mitocondrias producen proteínas”, dice Joanna Rohrbach, investigadora principal y líder de grupo en el Departamento de Bioquímica Clínica y Biofísica, Karolinska Institutet. «Comprender las diferencias entre cómo las bacterias y las mitocondrias producen sus propios ribosomas podría permitirnos diseñar antibióticos mejores y más específicos».
El estudio fue dirigido por Joanna Rohrbach con Alexey Amonts y su grupo de investigación en el Departamento de Bioquímica y Biofísica de la Universidad de Estocolmo.
El cáncer es otro objetivo en el futuro. A diferencia de las células sanas, las células cancerosas crecen rápidamente y se dividen con frecuencia, un proceso que requiere la formación de una gran cantidad de proteínas nuevas.
«Un enfoque posible es la inhibición activa de los ribosomas mitocondriales de las células cancerosas», dice Joanna Rohrbach.
El estudio fue apoyado por subvenciones de la Sociedad Max Planck, el Consejo Sueco de Investigación, la Fundación Knut y Alice Wallenberg, el Consejo Europeo de Investigación, la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica, la Iniciativa Marie Sklodowska-Curie y el Instituto Karolinska.
fuente:
Referencia de la revista:
Etoh, wi. et al. (2022) El mecanismo de biogénesis de microunidades en el mitoribosoma y su predisposición. templar la naturaleza. doi.org/10.1038/s41586-022-04795-x.
