Transmisión en vivo desde el interior de la célula nerviosa

23 de enero 2015
Instituto Max Planck de Bioquímica comunicado de prensa


La degradación de proteínas por el proteasoma en las neuronas. Figura: Shoh Asano © MPI de Bioquímica

Los científicos estiman que nuestro cerebro se compone de alrededor de diez a cien mil millones de células nerviosas. Con el fin de cumplir con sus respectivas tareas, siempre que sea posible, estas células tienen que controlar constantemente sus proteínas internas en materia de calidad y funcionalidad. De lo contrario, las proteínas podrían agruparse y con ello paralizar o incluso matar a las células. Una vez que la célula reconoce una proteína defectuosa, quedará marcada para la degradación por una especie de trituradora molecular, llamada proteosoma, la convierte en pedazos que son eventualmente reciclados. Por primera vez, los investigadores han tenido éxito en la visualización de este proceso en las células nerviosas intactas, que anteriormente sólo podían investigarse en el tubo de ensayo. La crio-tomografía electrónica fue esencial para la obtención de las imágenes descritas. Para lograrlo, las células se enfriaron hasta -170 ° C en una fracción de segundo. En un paso consecutivo, las imágenes del interior de las células se toman desde muchos ángulos diferentes, y luego se fusionaron computacionalmente en una imagen tridimensional. En el estudio actual, el uso de innovaciones técnicas específicas permitió a los investigadores lograr una calidad de imagen sin precedentes, lo que les permitió distinguir proteosomas individuales dentro de la célula. "Por primera vez es posible cualitativa y cuantitativamente describir este importante complejo de la enzima en células intactas", dijo Asano. En los siguientes experimentos, los científicos se centraron en la actividad de los proteosomas. Para la interpretación de las partículas individuales es importante saber que hay estructuras en forma de tapón, las denominadas partículas reguladoras, unidos a los extremos de los proteasomas (ver foto). Se unen las proteínas que serán degradadas y por lo tanto cambian su forma. Los científicos fueron capaces de distinguir estos estados y en consecuencia podrían deducir cuántos de los proteosomas degradan de forma activa las proteínas. La conclusión de los investigadores: en las células nerviosas quiescentes como los utilizados en los experimentos reales, sólo una minoría de los proteosomas está activo. En resumen, los resultados mostraron que sólo un cuarto del proteosoma estaba degradando activamente proteínas mientras que el resto permanecía ocioso al mismo tiempo. En el futuro, los científicos quieren hacer frente a los cambios estructurales de los proteosomas bajo estrés celular como ocurre en las enfermedades neurodegenerativas. "Este estudio muestra las nuevas posibilidades para resolver los complejos de proteínas en su totalidad en la célula y estudiar sus dependencias funcionales mutuos" Wolfgang Baumeister determina la agenda para el futuro.

Nota: Para más información, póngase en contacto con la fuente.
Asano S, Fukuda Y, Beck F, Aufderheide A, Förster F, Danev R and Baumeister W. A molecular census of 26S proteasomes in intact neurons.   Science, Published January 23 2015. doi: 10.1126/science.1261197 

Traducido de: http://www.neuroscientistnews.com/research-news/live-broadcast-inside-nerve-cell#sthash.vb4G6Yn0.dpuf