Un conjunto de genes que promueven la sensación de sabor dulce también es crucial para el manejo de proteínas durante el desarrollo de la mosca, según un nuevo estudio realizado por Eugenia Piddini de la Universidad de Bristol, Reino Unido, y sus colegas, que se publicará el 21 de julio.S ten la revista de acceso abierto PLOS Biología. El hallazgo amplía la comprensión de un proceso clave en el desarrollo exitoso y sugiere una conexión entre los genes relacionados con el gusto y los trastornos de la agregación de proteínas.
La homeostasis proteica, o proteostasis, es el conjunto de procesos que mantienen las proteínas celulares en un estado funcional y eliminan las proteínas dañadas que no pueden repararse. Los ribosomas son máquinas moleculares multiproteicas que sintetizan proteínas, y las mutaciones en los genes que codifican proteínas ribosómicas no solo alteran la síntesis de proteínas, sino que también interrumpen la proteostasis, lo que lleva a un estrés proteotóxico crónico. Ese estrés, a su vez, tiene una serie de consecuencias celulares y da como resultado un retraso en el desarrollo y otras irregularidades.
Para comprender mejor los trastornos causados por dicha interrupción de la proteostasis, los autores compararon la expresión génica en moscas normales versus mutantes de proteína ribosómica durante la etapa de desarrollo de la pupa. Inesperadamente, encontraron que un grupo de genes que codifican seis receptores gustativos (sabor), llamados genes Gr64, estaban regulados al alza en las células mutantes.
Este hallazgo fue inesperado porque anteriormente se sabía que los receptores Gr64 estaban presentes en las neuronas de moscas adultas, donde ayudan al animal a saborear azúcares, ácidos grasos y glicerol. En moscas mutantes de proteínas ribosómicas con solo una (en lugar de dos) copias funcionales de los genes Gr64, hubo un aumento en la muerte celular a través de un proceso llamado apoptosis. La eliminación completa de los genes Gr64 indujo múltiples defectos morfológicos en los mutantes ribosómicos, pero tuvo poco o ningún efecto en las células con proteínas ribosómicas normales.
Las células que portan mutantes de proteínas ribosómicas están en desventaja en comparación con las células normales y, a menudo, se eliminan en el tejido en desarrollo donde ocurren ambas. Los mutantes que portaban solo un conjunto de genes Gr64 estaban aún peor, encontraron los autores, perdiendo frente a las células normales a un ritmo aún mayor. Cuando el nivel de proteínas Gr64 se redujo de forma variable y cuantitativa, el equipo demostró que el efecto más directo de la reducción estaba en la función del proteasoma y el autofagosoma, dos rutas diferentes por las que se eliminan y reciclan las proteínas dañadas.
Es probable que la conexión entre la promoción de la proteostasis y el sentido del gusto se deba al mecanismo molecular de las proteínas Gr64, que regulan el flujo de calcio; los cambios en los niveles de calcio se utilizan como transductores de señales en las células sensoriales y también regulan múltiples procesos proteostáticos, incluida la función del proteosoma y la autofagia. Curiosamente, se han detectado receptores olfativos y gustativos desregulados y fuera de lugar en el tejido cerebral afectado en varias enfermedades humanas caracterizadas por la pérdida de la homeostasis de las proteínas, incluidas la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.
«Nuestro trabajo sugiere que los receptores gustativos juegan un papel previamente no reconocido en el mantenimiento de la homeostasis de las proteínas durante el desarrollo en la mosca», dijo Piddini, «y apunta de manera más general hacia la conexión entre las proteínas moduladoras del calcio y los trastornos de la agregación de proteínas y el estrés proteotóxico».
Piddini agrega: «Lo que encuentro realmente fascinante de nuestros hallazgos es que subrayan lo poco que entendemos sobre cómo las células se adaptan para hacer frente al estrés proteotóxico. Nuestra estrategia experimental podría usarse más como una forma de buscar y descubrir nuevos genes adicionales de proteostasis».
El coautor Michael Baumgartner concluye: «Estos hallazgos enfatizan un tema importante en la biología celular: el contexto lo es todo. Es fácil ver el nombre ‘receptor gustativo’ y pensar que ese es el final de la historia, pero la evolución puede y reutilizará casi cualquier cosa si termina. siendo ventajoso. Esto resalta la posibilidad de que los receptores gustativos aparentemente hiperespecializados puedan ser más flexibles de lo que se creía anteriormente».
Fuente de la historia:
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