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Proceso biológico natural por el cual las células de levadura desmontan fibras amiloideas

Las fibras amiloideas, esos grupos placa-como de proteínas que obstruyan los cerebros de los pacientes de Alzheimer, tienen científicos perplejos con sus estructuras robustas. En experimentos del laboratorio, pueden soportar calor extremo y los detersorios fríos y potentes que mutilan la mayoría de las otras proteínas. Las fibras son de hecho tan resistentes que los investigadores ahora están explorando maneras que pueden ser utilizados en usos industriales del nanoscale. Mientras que no son necesariamente la causa de Alzheimer, se asocian a ella y a muchas otras condiciones neurológicas, y los investigadores todavía no tienen una manera de invadir estas moléculas resistentes.

Un estudio publicado esta semana en la publicación en línea anticipada de la ciencia del gorrón sugiere que la levadura puede tener éxito donde los científicos no tienen. La investigación de personas en el Whitehead Institute para la investigación biomédica denuncia sobre un proceso biológico natural por el cual las células de levadura desmonten fibras amiloideas.

“Estas proteínas son notable estables,” dice a Susan Lindquist, director de Whitehead e investigador del guía en el proyecto. “Éste es la primera vez que cualquier persona ha encontrado cualquier cosa que puede catalítico separar una fibra amiloidea.”

El encontrar sigue años de estudio que se ha centrado en una proteína de la levadura llamada Sup35, una proteína que ayude a las células a traducir la información genética a cadenas de aminoácidos - los bloques huecos de las moléculas de proteína. Sup35 forma a veces repentinamente las fibras amiloideas similares a ésas encontradas en los pacientes de Alzheimer. En levadura, sin embargo, esto no mata a la célula. Bastante, es parte de la biología normal de la célula, cambiando los tipos de proteínas que la célula haga - los cambios que pueden a veces ser beneficiosos.

La investigación anterior en el laboratorio de Lindquist descrito cómo una proteína llamó Hsp104 parecía afectar a capacidad de Sup35 de formar fibras amiloideas. Cuando una célula de levadura contuvo altas cantidades de Hsp104 o ningúna, las fibras amiloideas nunca formaron. Pero cuando los niveles Hsp104 eran pequeños, las fibras prosperaron.

Mientras que estos tipos de lazos entre las substancias químicas no son inauditos de, “era contratirante-intuitivo. Ambos niveles de Hsp104 y la ausencia de Hsp104 causaron el mismo efecto. El hizo ciertamente que queremos imaginar qué continuaba,” dice a Lindquist, que es también profesor de la biología en el MIT. “Era duro subir con un experimento definitivo en una célula viva que explicaría esta clase de cosa.”

En este nuevo estudio, Lindquist e investigador postdoctoral James un Sup35 y un Hsp104 aislados más cortos. Aquí vieron que las pequeñas cantidades de Hsp104 catalizaron la formación de fibras amiloideas, pero los niveles grandes de la proteína hicieron real las fibras disolver.

“Dado su estructura resistente, el hecho de que una proteína puede separar estos amiloides es notable,” dice Lindquist. “Tiene implicaciones enormes para nuestra comprensión del proceso del plegamiento de proteína en condiciones amiloide-relacionadas.”

Esta investigación también puede contribuir a los científicos la comprensión de la evolución. Los priones, esas proteínas infecciosas implicadas en condiciones tales como enfermedad de las vacas locas, son una subclase de amiloides. En células de levadura, Sup35 es técnico un prión, aunque no sea tóxico a la célula. Muchos investigadores sospechan que porque los priones se han conservado tan bien en la levadura por cientos de miles de años, deben servir una cierta clase de propósito evolutivo - y aquí es adonde viene Hsp104 hacia adentro.

Hsp104 pertenece a una clase de las proteínas que son influenciadas a veces por factores ambientales. Es concebible, más corto explica, que una célula de levadura en un tipo de ambiente puede experimentar una abundancia de Hsp104, que entonces mantendría Sup35 de formar fibras amiloideas esa célula. Pero puesto que la célula en un diverso ambiente y el resultado puede ser un más nivel moderado de Hsp104 que, a su vez, crearía fibras amiloideas en Sup35, cambiando cómo funciona esa proteína y final alterando la biología de célula. Y porque estos cambios se podrían entonces pasar conectado a las generaciones subsiguientes de células, éste, la nota de los científicos, sería un ejemplo del ambiente que conduce el proceso evolutivo.

“Ésta es la especulación que no se ha demostrado todavía,” dice más corto. “Por razones obvias es duro probar cualquier argumento evolutivo. Pero este papel es una indicación que éste pudo ser el caso.”