¡May Day! Señales de socorro como estas se utilizan en todo el mundo para indicar una emergencia.
Las células que componen tu cuerpo también tienen sus propias versiones de señales de emergencia. Estas señales se activan si la célula se infecta con un virus o una bacteria, o si hay una deficiencia de componentes importantes como, por ejemplo, aminoácidos. Un nuevo estudio de Caltech identifica cómo estas «vías de estrés» celulares activan mecanismos de control de calidad que limpian los daños durante una crisis.
La investigación se llevó a cabo en un laboratorio. David Chanprofesor de biología Harold y Violet Alvarez y decano de estudios de posgrado, se describe en un artículo de investigación que aparece en la revista Célula molecular.
Hay cuatro vías de estrés distintas que hacen que una célula deje de realizar sus funciones normales. Cada vía de estrés tiene su propia proteína llamada quinasa, que se activa como un guardia de seguridad que se pone firme después de escuchar una alarma. Una vez activada, la quinasa modifica una proteína llamada EIF2 agregándole un compuesto fosforilado, que inactiva EIF2. EIF2 es el principal iniciador de las funciones normales de producción de proteínas de la célula, por lo que su «fosforilación» hace que se detenga la mayor parte de la producción de proteínas en la célula.
«Si se produce un incendio, hay que detener todo lo que se está haciendo y prestar atención al fuego», afirma el investigador postdoctoral Yogaditya Chakraborty, primer autor del estudio. «La desactivación de EIF2 mediante la fosforilación detiene eficazmente las funciones de la célula para que usted pueda hacerlo». centrarse en la emergencia.»
Durante el estrés, la célula también tiene que activar vías de “control de calidad” que garantizan la precisión de los componentes celulares. Estos mecanismos de control de calidad se parecen más a guardias de seguridad que a limpiadores: son capaces de degradar proteínas y partes celulares rotas o dañadas. Anteriormente no se sabía cómo las vías del estrés afectan e interactúan con las vías de control de calidad.
El nuevo estudio muestra que durante situaciones estresantes, la proteína EIF2 fosforilada se acumula en la superficie de las mitocondrias, activando la respuesta de control de calidad de este orgánulo. De esta manera, la proteína EIF2 fosforilada cumple dos funciones al mismo tiempo: guardia de seguridad y guardián.
Comprender los detalles de estos procesos celulares es importante para estudiar enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson, ya que estos y otros trastornos neurológicos se caracterizan por una pérdida de mecanismos de control de calidad.
«Las mitocondrias se conocen comúnmente como la ‘planta de energía de la célula’, y estamos aprendiendo que la célula tiene mecanismos complejos para proteger las funciones vitales de su generador de energía», dice Chakraborty. Actualmente está trabajando para ampliar este trabajo y explorar si las vías del estrés también interactúan con otros mecanismos de control de calidad.
El título del artículo es «La rama HRI de la respuesta integral al estrés estimula selectivamente la mitofagia mitocondrial». Además de Chakraborty y Chan, el estudio fue coautor del estudiante graduado de Caltech, Cheng Yang, y del científico investigador principal Hsiuzhen Chen. La financiación fue proporcionada por los Institutos Nacionales de Salud.