¿Todo en equilibrio? Cómo un interruptor molecular controla el metabolismo de los lípidos
La hiperactividad o ausencia de proteínas detiene el flujo de energía
El metabolismo de las grasas desempeña un papel vital en la producción de energía de nuestro organismo. Un equipo de investigadores de la Universidad de Basilea ha descubierto un interruptor molecular que regula el metabolismo de los lípidos en nuestras células. Este interruptor controla el almacenamiento o la conversión de lípidos en energía.
Dos imágenes microscópicas fluorescentes: En el punto de contacto entre la mitocondria (rojo) y la gota de lípidos (turquesa), la proteína Arf1 (verde) garantiza el transporte de los lípidos a la mitocondria, donde se convierten en el donante de energía ATP.
University of Basel, Biozentrum
Todos los organismos necesitan energía para vivir. La obtenemos de diversos componentes de los alimentos. Nuestro cuerpo utiliza una parte de esta energía directamente y almacena el resto. Mientras que la glucosa sirve como fuente de energía inmediatamente disponible, las grasas se almacenan como reserva energética en forma de gotas lipídicas dentro de nuestras células.
Cuando el cuerpo necesita energía de estas reservas de grasa, los lípidos se transportan a las mitocondrias, la central energética de la célula. Aquí, los lípidos se convierten en ATP (trifosfato de adenosina), una molécula clave que proporciona energía a las células.
Pero, ¿cuánta energía necesita nuestro cuerpo de estas reservas energéticas? ¿Qué proporción de lípidos debe convertirse en ATP? ¿Cuándo debe comenzar este proceso y cuándo debe terminar? El equipo de investigación dirigido por la Profesora Anne Spang en el Biozentrum de la Universidad de Basilea ha investigado más de cerca el metabolismo de los lípidos tanto en levaduras como en células humanas. Los científicos descubrieron que una proteína llamada Arf1 funciona como un interruptor molecular que regula estos procesos. Los resultados se han publicado recientemente en "Nature Cell Biology".
Arf1 cambia el lugar de contacto
"Arf1 es una proteína que nos resulta familiar. Ya sabemos que tiene varias funciones en el aparato de Golgi, la estación de clasificación de la célula. Ahora hemos descubierto que Arf1 también desempeña un papel en la regulación del metabolismo energético en la mitocondria", explica el Dr. Ludovic Enkler, primer autor del estudio. "Arf1 asegura el transporte de lípidos desde las gotas lipídicas hasta las mitocondrias". Los investigadores suponen que Arf1 altera el entorno del lugar de contacto entre las gotas de lípidos y las mitocondrias, lo que permite que los lípidos entren en las mitocondrias.
Cuando el organismo señala una necesidad de energía, Arf1 permite la entrada de lípidos en las mitocondrias. Una vez satisfecha la demanda energética, el transporte se detiene. "Así, el sistema sólo funciona cuando funciona el bucle de retroalimentación de las necesidades energéticas", afirma Ludovic Enkler.
La hiperactividad o ausencia de Arf1 detiene el flujo de energía
"Sin embargo, si la proteína Arf1 está ausente o es hiperactiva, todo el sistema se desequilibra", explica Anne Spang. "En ambos casos, el control de retroalimentación entre la demanda y la producción no funciona, lo que conduce a un suministro insuficiente de energía ATP. En consecuencia, los ácidos grasos se acumulan en las gotas lipídicas".
La sensibilidad y la intrincada complejidad del metabolismo lipídico se hacen evidentes al considerar diversos trastornos del metabolismo lipídico. Incluso los errores más pequeños en el metabolismo de los lípidos pueden provocar niveles elevados de colesterol (lípidos en sangre), aumentando el riesgo de enfermedades cardiovasculares, obesidad o diabetes.
Mediante técnicas avanzadas como la proteómica espacial, que permite estudiar todas las proteínas de las distintas estructuras celulares, el equipo de investigación pretende identificar los componentes individuales que intervienen en el proceso de retroalimentación de la proteína Arf1 en las células. Su objetivo es desentrañar en detalle el tráfico de lípidos en los lugares de contacto entre las gotas lipídicas y las mitocondrias.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Ludovic Enkler, Viktoria Szentgyörgyi, Mirjam Pennauer, Cristina Prescianotto-Baschong, Isabelle Riezman, Aneta Wiesyk, Reut Ester Avraham, Martin Spiess, Einat Zalckvar, Roza Kucharczyk, Howard Riezman, and Anne Spang: Arf1 coordinates fatty acid metabolism and mitochondrial homeostasis. Nature Cell Biology (2023)
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