«Ciencia» - Estudio: Las proteínas viajan a su destino en las células - Los investigadores encuentran una nueva vía de transporte

El profesor Johannes Herrmann y su estudiante de doctorado Katja Hansen investigan el transporte de proteínas hacia las mitocondrias. (Foto: AG Herrmann)

La imagen del microscopio muestra mitocondrias, también conocidas como las centrales eléctricas de las células. (Foto: AG Herrmann)

Las proteínas son componentes importantes de las células y sus partes, como las mitocondrias, las centrales energéticas de las células. Investigadores de Kaiserslautern dirigidos por el profesor Dr. Johannes Herrmann han demostrado por primera vez que las proteínas no viajan directamente desde su lugar de origen a las centrales energéticas de la célula como se pensaba, sino que lo hacen a través de una ruta alternativa. Ellas "surfean" de manera casi literal sobre el retículo endoplasmático, otro componente celular, hasta llegar a ellas. En la prestigiosa revista científica Science, los investigadores presentan ahora este mecanismo. Sospechan que así las células evitan la formación de agregados de proteínas. Este mecanismo podría jugar un papel en enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson.

Durante mucho tiempo, en la ciencia se asumió que las proteínas, tras su producción en el citosol, el líquido celular, llegaban directamente a sus destinos, como los orgánulos celulares. Entre estos pequeños componentes funcionales de la célula se encuentran, por ejemplo, las mitocondrias, donde ciertas proteínas producen la energía de las células. En su superficie, las mitocondrias poseen receptores especiales. "Reconocen nuevas proteínas y aseguran que transportes específicos las tomen y las lleven al interior", dice el profesor Johannes Herrmann, quien dirige el área de biología celular en la TUK y lleva mucho tiempo investigando el transporte de proteínas hacia las mitocondrias. "Pero lo que sucede con las proteínas antes de llegar allí, hasta ahora era completamente desconocido."

Junto con la profesora Maya Schuldiner, una experta reconocida en genética del prestigioso Instituto Weizmann en Rehovot, Israel, el equipo de Herrmann descubrió que las proteínas primero llegan al retículo endoplasmático (RE). El RE también es un orgánulo celular y funciona como una central de envío. Envía diversos componentes celulares, principalmente proteínas, a donde se necesitan después de su formación.

"Hemos identificado ciertos factores necesarios para el transporte de proteínas a las mitocondrias", dice Katja Hansen, estudiante de doctorado de Herrmann y primera autora del estudio actual. Para ello, Hansen desarrolló inicialmente un nuevo método de biología molecular. Con esta técnica, el equipo de investigadores de Kaiserslautern logró analizar el mecanismo con precisión. Lo llamaron "ER-Surf", "porque las proteínas en este proceso surfean sobre la superficie del RE", explica Hansen.

El RE funciona como una especie de almacenamiento intermedio. "Proteínas nuevas y sensibles se mantienen aquí hasta que puedan ser transferidas a las mitocondrias", explica Herrmann. "Esto probablemente previene la formación de aglomerados de proteínas, llamados agregados, que son dañinos para las células y causantes de muchas enfermedades."

El equipo de Herrmann quiere ahora investigar qué papel puede jugar este mecanismo en diferentes enfermedades y cómo reducir la formación de estos agregados. "Sobre todo, enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer y Parkinson son provocadas por estos aglomerados de proteínas, que se acumulan en células envejecidas", continúa el profesor.

Si los investigadores comprenden mejor estos procesos, podrían en el futuro utilizarlos como base para un enfoque terapéutico, por ejemplo, para prevenir enfermedades relacionadas con la edad.

Hasta qué punto el mecanismo ER-Surf también participa en el transporte de proteínas hacia otros lugares en la célula, aún debe ser investigado en futuros estudios.

El estudio fue publicado en la prestigiosa revista científica "Science": "ER surface retrieval pathway safeguards the import of mitochondrial membrane proteins in yeast". Hansen, K.G., Aviram, N., Laborenz, J., Bibi, C., Meyer, M., Spang, A., Schuldiner, M., Herrmann, J.M.