Los ribosomas se unen en situaciones difíciles, revela un nuevo método de imagen

Investigadores del Grupo Tanenbaum en el Instituto Hubrecht han desarrollado una nueva técnica de microscopía para observar cómo funcionan los ribosomas en las células. Con este método, pueden monitorear ribosomas individuales a medida que convierten el ARNm en proteínas.

Los investigadores descubrieron que los ribosomas se ayudan mutuamente cuando se encuentran con dificultades, un proceso al que se refieren como cooperatividad de ribosoma. Esta técnica y los hallazgos, publicado en Celúlaproporcionar información sobre cómo se hacen las proteínas y ofrecer a otros investigadores una herramienta para estudiar mejor la traducción de ARNm.

Nuestro ADN contiene información genética esencial para las funciones de nuestro cuerpo. Antes de que nuestro cuerpo pueda usar esta información, se copia a ARNm, un tipo de molécula mensajera. El ARNm lleva esta información a los ribosomas en la célula, que luego la leen y producen proteínas. Las proteínas son cruciales para varios procesos en el cuerpo. La transferencia de información genética a las proteínas se conoce como traducción de ARNm.

Viendo ribosomas en acción

«A veces, el ARNm contiene secciones que son difíciles de traducir en proteínas. Todavía no entendemos completamente cómo los ribosomas manejan estas secciones», dice Maximilian Madern, uno de los autores principales del estudio. «Es por eso que queríamos diseñar una nueva tecnología de imágenes para obtener una mejor comprensión de cómo los ribosomas llevan a cabo sus trabajos». Esta nueva técnica permite a los investigadores monitorear un ribosoma individual con el tiempo durante la traducción de ARNm.

Usando su técnica, el equipo ya ha obtenido nuevas ideas sobre cómo funcionan los ribosomas.

«Observamos que los ribosomas individuales se mueven a velocidades ligeramente diferentes y, a veces, se detienen durante períodos prolongados», explica Sora Yang, la segunda autora principal del estudio. Debido a sus diferencias en la velocidad, los ribosomas pueden chocar, ralentizando la producción de proteínas.

«Detectar estas diferencias de velocidad fue desafiante», continúa Yang. «Entonces, nos asociamos con el grupo de científicos computacionales de Marianne Bauer en el Departamento de Bionanociencia de Tu Delft. Con su experiencia, podríamos demostrar que los ribosomas realmente funcionan a diferentes velocidades».

Los ribosomas se atasquen

El equipo también hizo un descubrimiento importante sobre las colisiones de ribosomas, donde un ribosoma se encuentra con otro debido a un segmento de ARN difícil o diferencias en la velocidad, por ejemplo.

«Descubrimos que las colisiones breves no desencadenan de inmediato los mecanismos de control de calidad de la célula», afirma Madern. «Normalmente, estos mecanismos eliminarían los ribosomas colisionados, pero se activan solo si la colisión dura varios minutos».

Las colisiones no son tan malas después de todo

Para su sorpresa, los investigadores encontraron que estas colisiones temporales podrían ser beneficiosas, contrarias a las creencias anteriores. Los ribosomas parecen ayudarse mutuamente a navegar en secciones de ARN difícil de traducir, un fenómeno que llaman cooperatividad de ribosoma.

«Esto permite que los ribosomas soporten colisiones cortas en secciones problemáticas de ARN, promoviendo así la producción continua de proteínas», explica Madern.

La nueva tecnología brinda a los investigadores la capacidad de comprender mejor el comportamiento del ribosoma a nivel individual. Al desentrañar la dinámica de la traducción de ARNm, los investigadores pueden obtener información más profunda sobre los procesos celulares y el papel de la síntesis de proteínas en la salud y la enfermedad.