Descubrimiento - Grupo de Investigación Independiente en el IbioBA

MÉTODO INNOVADOR PARA EL CAMPO DE ESTUDIO DE LAS PROTEÍNAS

04 de febrero de 2020

Los investigadores del IBioBA y Genentech desarrollaron un método para detectar cuáles son las proteinas blanco de Nedd8, una molécula que es necesaria, por un lado, para la proliferación celular y, por otro, para el normal desarrollo de las conexiones sinápticas entre neuronas y los procesos de memoria y aprendizaje. Este método novedoso que desarrollaron fue probado en cofilina una proteina que tiene un  desempeño clave en el desarrollo neuronal temprano dado que participa en procesos intracelulares clave para la formación de neuronas.

El funcionamiento normal de las células requiere de una compleja maquinaria proteica donde cada proteína desarrolla una acción específica. Esas funciones proteicas están finamente reguladas por sutiles modificaciones (llamadas postraduccionales) que consisten en la unión a dichas proteínas de pequeñas moléculas regulatorias. Entre ellas está Nedd8, que está presente en todas las células del organismo y cuyos mecanismos de acción se encuentran en proceso de investigación desde hace ya algunos años.
(Izquierda) Imagen de una neurona en desarrollo normal que comienza a emitir prologaciones (en verde) que luego le permitirán formar conexiones sinápticas. Estas extensiones surgen de conos de crecimiento formados por redes de actina (en rojo) controladas, a su vez, por la proteína Cofilina nedilada. (Derecha) Cuando la proteína cofilina no puede ser nedilada, la neurona pierde la organización de sus redes de actina y se desarrolla de manera anormal. Aumentar imagen
(Izquierda) Imagen de una neurona en desarrollo normal que comienza a emitir prologaciones (en verde) que luego le permitirán formar conexiones sinápticas. Estas extensiones surgen de conos de crecimiento formados por redes de actina (en rojo) controladas, a su vez, por la proteína Cofilina nedilada. (Derecha) Cuando la proteína cofilina no puede ser nedilada, la neurona pierde la organización de sus redes de actina y se desarrolla de manera anormal.
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Esta molécula produce un evento bioquímico llamado neddilación mediante el cual se une a otras proteínas para regular sus funciones. Sin embargo, pese a que esta modificación es abundante en la célula, tanto las proteínas sobre las que interviene como su función sobre cada una no ha podido ser clarificado por no contar con técnicas efectivas que permitan identificar dónde ni cómo opera.

Hace ya un tiempo los especialistas en biología molecular saben que la neddilación ocurre en un tipo de enzimas llamadas cullinas encargadas de controlar la duplicación celular. En el año 2015, el grupo de Neurobiología  Molecular del IBioBA, a cargo del Dr. Damián Refojo detectó que Nedd8 está también presente en neuronas, tipos celulares que nunca se duplican, a partir de lo cual descubrieron que la neddilación es necesaria para el normal desarrollo y mantenimiento de las conexiones sinápticas entre neuronas y los procesos de memoria y aprendizaje. Pero debido a la falta de una tecnología lo suficientemente sensible, no había podido identificar todas las proteínas modificadas vía neddilación que participan en esos procesos. “Por esta razón hay, desde hace años, una gran controversia con respecto a la neddilación. La mayoría de los investigadores considera que Nedd8 solo regula la función de las Cullinas y otros consideran que Nedd8 se une y controla muchas otras proteínas” cuenta Damián Refojo, codirector de este estudio y jefe del laboratorio de Neurobiología Molecular (IBioBA). Este trabajo verifica esta segunda hipotesis.

Durante varios años, los investigadores del grupo del Dr. Refojo y sus colaboradores dedicaron su esfuerzo a desarrollar una variante de una técnica llamada espectrometría de masa que permitiera identificar proteínas neddiladas. Mediante esta técnica lograron identificar cientos de proteínas modificadas por Nedd8 y elaboraron el primer catálogo de proteínas neddiladas.

 
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