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¿Quién toma la temperatura en nuestras células?

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En un mundo en el que nos enfrentamos a un aumento constante de las temperaturas medias debido al calentamiento global, debemos preguntarnos: ¿Cómo reaccionan los organismos a los cambios de temperatura? ¿Qué mecanismos moleculares utilizan?

 

Décadas de investigación han demostrado que diferentes organismos responden de manera muy similar a los cambios de temperatura. Cuando los organismos se exponen al calor, sus células dejan de crecer, cierran la producción de proteínas de mantenimiento que son necesarias para el crecimiento y la reproducción. En su lugar, comienzan a producir proteínas que protegen a las células de los daños relacionados con el calor. En otras palabras, la fábrica celular cambia su producción de proteínas. Sin embargo, no se sabe cómo reconocen las células el estrés térmico y qué mecanismos desencadenan el cambio de producción.

 

Los científicos del Centro de Biotecnología (BIOTEC) de la Universidad Técnica de Dresde y del Instituto Max Planck de Biología Celular y Genética Molecular (MPI-CBG), junto con socios de Heidelberg y Toronto investigaron estas cuestiones fundamentales. Utilizaron un organismo modelo popular en la investigación celular: la levadura de panadería, conocida por su uso para hacer pan o cerveza. Este organismo unicelular nos proporciona una visión de los procesos básicos de la vida porque tiene casi la misma composición que las células humanas y animales. Si entendemos los procesos moleculares dentro de la célula de levadura, también podemos entender mejor el desarrollo de enfermedades en organismos complejos como los humanos.

 

«En la levadura, pudimos identificar una proteína crítica, la Ded1p, que cambia su estructura en caso de estrés por calor y luego reprograma la maquinaria celular. En el laboratorio, simulamos el comportamiento de la Ded1p con componentes purificados y observamos lo siguiente: En condiciones normales, la Ded1p se distribuye uniformemente en el citoplasma de las células, pero cuando la temperatura aumenta, se ensambla en estructuras densas, utilizando el proceso de separación de fases», explica Christiane Iserman, la autora principal del estudio. «El hecho de que la Ded1p sea capaz de detectar la temperatura sugiere que esta proteína es una especie de termómetro dentro de la célula».

 

 

La proteína Ded1p de la levadura de panadería cambia de un estado difuso (células verdes no estresadas, izquierda) a un estado en el que forma estructuras densas (células verdes estresadas por el calor, derecha). La transición se produce por el proceso de separación de fases y se desencadena por un aumento de la temperatura ambiente. La proteína Ded1p fue etiquetada genéticamente con un colorante verde fluorescente. (Foto: (c) TUD/BIOTEC)

 

Además, los científicos han investigado las consecuencias para la célula cuando la Ded1p forma estas densas estructuras. «Le están diciendo a la célula que regule la producción de proteínas de mantenimiento, y que se asegure de que la producción de proteínas protectoras contra el estrés sea regulada al alza», explica Christine Desroches Altamirano, segunda autora del estudio.

 

Este elegante mecanismo no parece estar limitado a la levadura de panadería. Los investigadores encontraron que las proteínas Ded1p de otros organismos están bien adaptadas a la temperatura del respectivo hábitat. «Esto sugiere que la evolución ha dotado a nuestras células de una alta sensibilidad térmica para que los organismos vivos puedan adaptarse a las fluctuaciones de temperatura. Esto nos da la esperanza de que los organismos serán capaces de hacer frente al calentamiento global», explica el Prof. Simon Alberti, quien dirigió el estudio.

 

«Sin embargo, nuestro descubrimiento puede tener una relevancia aún más general: Hemos descubierto un mecanismo dentro de la célula que ayuda al organismo a lidiar con una variedad de cambios en el ambiente, no solo con el estrés por calor. Las células parecen ser capaces de hacer frente a una amplia variedad de señales ambientales mediante el uso de proteínas que se separan en fase para ejecutar diferentes programas de expresión genética. En estudios posteriores, queremos determinar si este mecanismo puede ayudarnos a comprender las enfermedades humanas, principalmente aquellas en las que nuestras células no procesan correctamente ciertas situaciones de estrés, como parece ser el caso de las enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad», dijo Alberti. (Fuente: NCYT Amazings)

Fuente de TenemosNoticias.com: noticiasdelaciencia.com /

Publicado el: 2020-05-25 03:45:00
En la sección: Ciencia Amazings® / NCYT®

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