Salvaguardar el núcleo celular
Los daños en este sistema de seguridad biológica son perjudiciales para las células y se han asociado con el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas
El núcleo está custodiado por una puerta de gran seguridad, el llamado poro nuclear, que controla el transporte de sustancias desde el citoplasma al núcleo celular y viceversa. Un grupo de investigación de la Universidad de Basilea ha demostrado ahora que diferentes proteínas lanzadera ocupan el poro nuclear para evitar la fuga no solicitada de moléculas. Estas proteínas forman un mecanismo de seguridad a prueba de fugas, compensándose unas a otras para fortificar el poro.
Ilustración del poro nuclear.
Biozentrum, University of Basel
El poro nuclear se encarga de regular el transporte de proteínas del citoplasma al núcleo celular y de expulsar el ARN del mismo. Funciona como un tamiz molecular que controla la entrada y la salida de las proteínas transportadoras de carga. El tamiz molecular interactúa con las proteínas transportadoras, que, como guardianes, deciden qué proteínas pueden entrar y cuáles no.
El profesor Roderick Lim, del Biozentrum de la Universidad de Basilea, pretende resolver este enigmático sistema de transporte selectivo. Su equipo, en colaboración con el Instituto Suizo de Nanociencia, ha examinado ahora tres destacadas proteínas lanzadera en las células humanas y ha descubierto que su aglomeración en los poros nucleares es importante para evitar fugas no deseadas dentro y fuera del núcleo.
El número de proteínas lanzadera que ocupan el poro depende de sus concentraciones en la célula. Sin embargo, cuando una proteína lanzadera se reduce, otra proteína lanzadera puede ocupar su lugar para reforzar el poro. Los resultados de este novedoso mecanismo de compensación se han publicado ahora en el Journal of Cell Biology.
Las proteínas lanzadera intercambiables protegen el poro nuclear
"Resulta que las proteínas lanzadera, aunque son de la misma familia de receptores, difieren en su función en cuanto a la carga que transportan, la localización y la concentración", afirma la Dra. Joanna Kalita, primera autora del estudio. Las proteínas transportadoras, que actúan como guardianes del poro nuclear y deciden qué cargas pueden entrar en el núcleo de la célula y cuáles tienen que ser escoltadas hacia fuera, residen en el poro nuclear en cantidades variables, dependiendo de sus respectivas concentraciones.
Cuando los investigadores cambiaron la concentración de una de las proteínas lanzadera, el número de las otras dos proteínas que ocupaban el poro nuclear también cambió. "Si el número total de proteínas lanzadera en el poro se reduce, el poro nuclear se vuelve permeable. Por ello, las células cuentan con un mecanismo que permite compensar la pérdida de una proteína lanzadera con el aumento de otra. Así es como las proteínas lanzadera salvaguardan los poros nucleares", dice Kalita.
Enfermedades causadas por poros nucleares defectuosos
Los daños en este sistema de seguridad biológica son perjudiciales para las células y se han relacionado con el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas. Los virus que infectan a las células, como el SARS-CoV-2, también pueden atrapar estas proteínas lanzaderas fuera del poro nuclear para perjudicar su funcionalidad. "Esto puede provocar defectos en el poro nuclear y, como consecuencia, sustancias indeseables pueden penetrar libremente en los poros nucleares y "envenenar" el núcleo.
A la inversa, las sustancias importantes para el núcleo celular dejan de importarse. Está claro que una comprensión más profunda de la función de los poros nucleares será importante para entender las causas y las consecuencias del transporte nuclear defectuoso con respecto a las enfermedades", explica Lim.
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