Los científicos descubren cómo las proteínas misfolded pueden dañar centrales eléctricas de la producción de energía de las células las'

Trabajando con levadura y células humanas, los investigadores en Johns Hopkins dicen que han descubierto una ruta inesperada para que las células eliminen los grupos de la proteína que pueden a veces ser el equivalente molecular de lanzar demasiado o la basura incorrecta en la eliminación de basura. El su encontrar, dicen, podría ayudar a explicar la parte de qué entra mal en la progresión de las enfermedades neurodegenerative tales como Parkinson y Alzheimer.

Proteínas en la célula se dañan que o doblado incorrectamente tienda a formar los grupos o los agregados, que se han pensado para disolver gradualmente en los gracias del citoplasma o del núcleo de una célula a un complejo de la enzima llamado el proteasome, o en un organelo digestivo llamado el lisosoma.

Pero en experimentos en la levadura, que tiene muchas estructuras similares a ésas en células humanas, los científicos de Johns Hopkins encontraron inesperado que muchos de esos grupos de la proteína analizan en las centrales eléctricas de la producción de energía de la célula, llamado las mitocondrias. También encontraron que demasiadas proteínas misfolded pueden obstruir y dañar esta estructura vital.

Las conclusión de las personas, descritas el 1 de marzo en naturaleza, podrían ayudar a explicar porqué el agrupar de la proteína y el deterioro mitocondrial son ambos sellos de enfermedades neurodegenerative.

Rong Li, Ph.D., profesor de la biología celular, de la ingeniería biomédica y de la oncología en la Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins y una pieza del centro del cáncer de Johns Hopkins Kimmel, que llevó el estudio, compara el sistema de la eliminación a la interacción entre la basura de un hogar y una eliminación de basura en el sumidero de cocina. La eliminación es práctica y las ayudas mantienen la casa libre de las chatarras de la comida, pero el peligro es ése con demasiada basura, especialmente basura de la resistente-a-rutina, el sistema podría conseguir obstruido o analizar.

En un estudio anterior, Li y sus personas encontraron los agregados de la proteína, que forman abundante bajo condiciones agotadoras, tales como calor intenso, adherido a la superficie exterior de mitocondrias. En este estudio, encontraron que los agregados atan a las proteínas que forman el uso de las mitocondrias de los poros normalmente de importar las proteínas necesarias para construir este organelo. Si estos poros son dañados por mutaciones, después los agregados no pueden ser disueltos, los investigadores denuncian. Estas observaciones llevaron a las personas a presumir que las proteínas misfolded en los agregados están tiradas en las mitocondrias para la eliminación, como las chatarras de la comida caídas en la eliminación de basura. La prueba de esta hipótesis era difícil, Li dice, porque la mayor parte de las proteínas misfolded comenzadas en el citoplasma, y la mayor parte de las que entran en las mitocondrias rápidamente consiguen la tierra hacia arriba.

Por consiguiente, Li y sus personas utilizaron una técnica en la cual una proteína fluorescente estuvo partida en dos porciones. Entonces, pusieron una porción dentro de las mitocondrias y conectaron la otra parte a una proteína misfolded y que agrupaba en el citoplasma. Si la proteína misfolded entró en las mitocondrias, las dos partes de la proteína fluorescente podrían venir juntas y encender hacia arriba las mitocondrias. Esto era de hecho qué suceso.

“Con cualquier experimento,” Li dice, “usted tiene una hipótesis, pero en su cabeza, usted puede ser escéptico, así que ver las mitocondrias brillantes era un momento de la aclaración.”

Para ver qué pudo suceso en un sistema enfermo, las personas después puesto en las células de levadura que una proteína implicó en la enfermedad neurodegenerative conocida como esclerosis lateral amiotrófica (ALS), o Lou Gehrig's Disease. Después de un tratamiento térmico que hizo la proteína del ALS misfold, también hiere hacia arriba en las mitocondrias. Los investigadores entonces hicieron un experimento en el cual muchas proteínas en el citoplasma fueron hechas para misfold y para encontrar que cuando demasiado de estas proteínas entró en las mitocondrias, comenzaron a analizar.

Las personas quisieron asegurarse de que el fenómeno que habían observado en las células de levadura podría también suceso en células humanas, así que los científicos utilizaron el mismo método hendidura-fluorescente de la proteína para observar las proteínas misfolded para entrar en las mitocondrias de células epiteliales pigmentadas retinianas humanas laboratorio-crecidas. Según lo observado en levadura, proteínas misfolded, pero no las que fueron dobladas correctamente, entradas y hacia arriba encendidas mitocondrias.

Los sistemas biológicos están en el general muy robusto, pero hay también los algunos talones de Aquiles que pueden ser enfermedad propensa, Li dice, y la confianza en el sistema mitocondrial para ayudar con limpieza puede ser un tal ejemplo. Mientras que las mitocondrias jovenes y sanas pueden estar completo hasta la tarea, las mitocondrias envejecidas o ésas abrumadas por demasiada limpieza en células preocupadas pueden sufrir el daño, que podría entonces empeorar muchas de sus otras funciones vitales.