La proteína multifuncional contribuye al desarrollo de las células sanguíneas

La proteína multifuncional contribuye al desarrollo de las células sanguíneas

LA JOLLA—Al igual que un actor que se destaca tanto en la comedia como en el drama, las proteínas también pueden desempeñar múltiples funciones. Descubrir estos variados talentos puede enseñar a los investigadores más sobre el funcionamiento interno de las células. También puede producir nuevos descubrimientos sobre la evolución y cómo las proteínas se han conservado entre especies durante cientos de millones de años.

En un nuevo hallazgo, un equipo de investigadores del Instituto Salk descubrió en células de ratón un trabajo previamente desconocido para una proteína llamada nup98. Además de ayudar a controlar el movimiento de moléculas dentro y fuera del núcleo de la célula, descubrieron que también ayuda a dirigir el desarrollo de las células sanguíneas, lo que permite que las células madre sanguíneas inmaduras se diferencien en muchos tipos de células maduras especializadas. Además, descubrieron el mecanismo por el cual, cuando se altera, este proceso de diferenciación puede contribuir a la formación de ciertos tipos de leucemia. Los hallazgos se publican en Genes y desarrollo.

“Esta investigación fue realmente un tour de force”, dice Martín Hetzer, director científico de Salk y autor principal del estudio. “Tobias Franks, mi investigador postdoctoral en ese momento y el primer autor del artículo, utilizó un enfoque que combinaba genómica, proteómica y biología celular. Este modelo no fue fácil de estudiar, y desarrolló algunas técnicas muy inteligentes en el laboratorio para responder a estas preguntas”.

Durante años, el laboratorio de Hetzer se ha centrado en una clase de proteínas llamadas nucleoporinas (nups para abreviar), que forman parte del complejo del poro nuclear. Este complejo regula el tráfico entre el núcleo de la célula, donde se encuentra el material genético, y el citoplasma, que contiene otras estructuras celulares. Hay alrededor de 30 proteínas en la familia de las nucleoporinas, y llevan a cabo varias funciones diferentes además de formar el poro nuclear. Se sabe que varios de ellos actúan como factores de transcripción: esto significa que ayudan a regular cuándo y cómo los genes se traducen en proteínas.

El hallazgo de que nup98 tiene esta función adicional no fue del todo inesperado. Investigaciones anteriores del laboratorio de Hetzer habían encontrado que desempeña un papel en la regulación de genes en otros tipos de células. Pero el equipo no sabía acerca de su función en las células hematopoyéticas (sangre).

Además, hasta ahora no se conocía el mecanismo de cómo nup98 regula la transcripción. Los investigadores encontraron que actúa a través de un vínculo con un complejo proteico llamado Wdr82-Set1/COMPASS, que forma parte de la maquinaria epigenética de la célula. “Este proceso epigenético ayuda a controlar cuándo los genes se transcriben en proteínas y cuándo se bloquea la transcripción”, dice Hetzer, quien también ocupa la presidencia de la Fundación Jesse y Caryl Phillips.

Otra cosa diferente de este estudio es que se realizó en células de ratón en lugar de organismos modelo más simples como la levadura y las moscas de la fruta. "Esta es la primera visión mecánica de cómo funciona una de estas proteínas nup en los mamíferos", agrega Hetzer. "Solo hemos tocado la superficie aquí al descubrir cómo funciona este mecanismo conservado evolutivamente en las células de los mamíferos". El trabajo futuro en su laboratorio extenderá el estudio de nup98 a primates y humanos.

Si bien Hetzer no tiene planes inmediatos de continuar con sus hallazgos como una vía para desarrollar medicamentos contra la leucemia, dice que es probable que otros se den cuenta de este aspecto de la investigación. La interrupción del proceso de diferenciación celular que contribuye a la leucemia resulta de la fusión de un solo gen, cuando dos partes de los cromosomas que no están destinadas a actuar entre sí se unen. Él dice que los cánceres impulsados ​​por un solo cambio genético como este han demostrado ser más fáciles de bloquear con medicamentos que el cáncer impulsado por múltiples alteraciones genéticas.

Los otros autores fueron Asako McCloskey, Maxim Shokirev, Chris Benner y Annie Rathore de Salk. Benner también está afiliado a la Universidad de California, San Diego.

Este trabajo fue financiado por Razavi Newman Integrative Genomics and Bioinformatics Core Facility del Instituto Salk, los Institutos Nacionales de Salud/Instituto Nacional del Cáncer y Helmsley Trust.