por Jose Luis Pereyra
Publicado 18 de Septiembre de 2009
Los investigadores de la Escuela de Medicina Johns Hopkins han descubierto cómo una proteína antioxidante controla la actividad de otra proteína, fundamental para el desarrollo de las neuronas de la médula espinal. La investigación, que describe como nunca antes un conocido mecanismo de control de la proteína.
Esta es la primera vez que hemos visto este tipo de control de la reacción química en la diferenciación neuronal “, dice Shanthini Sockanathan, Ph.D., profesor asociado de la Johns Hopkins Salomón H. Snyder, del Departamento de Neurociencias.” Y es probable que no sea específico para las neuronas motoras que se estudia, sino también para el desarrollo de una amplia variedad de neuronas”.
Las investigaciones anteriores habían demostrado que la proteína GDE2 hace que las células inmaduras en la médula espinal diferenciarse en neuronas motoras, las células nerviosas que se conectan a la contracción y el control muscular.”Pensamos que debe haber un control estricto de GDE2 así que comenzamos a buscar el regulador mediante la búsqueda de otras proteínas que pueden unirse a GDE2″, dice Sockanathan.
Utilizando enfoques bioquímicos para aislar todas las proteínas que normalmente se unen a GDE2 en la médula espinal en desarrollo, seguido por el análisis proteómico para identificar todas las proteínas de unión, el equipo de investigación encontró unos cientos de proteínas. Uno, Prdx1, había sido denunciado por los demás a tener las habilidades de la supresión del tumor, lo que atrajo la atención de Sockanathan para una mayor investigación.
El primer equipo se le preguntó si la proteína Prdx1 puede afectar el desarrollo de la motoneurona, eliminando desde el desarrollo de la médula espinal de embriones de pollo. En embriones que no poseen Prdx1 mostraron que la pérdida de las neuronas motoras es similar a la observada en embriones que no poseen GDE2, lo que sugiere que, en efecto Prdx1 de alguna manera participa en el desarrollo de la motoneurona.
Para averiguar cómo Prdx1 y GDE2 interactúan para hacer que las células inmaduras se conviertan en neuronas motoras, el equipo de las proteínas mutadas examinó las mutaciones que afectan a las células. Las mutaciones que impiden que las dos proteínas se unan no dieron lugar a las neuronas motoras. Del mismo modo, las mutaciones que alteran la capacidad de la enzima de GDE2 y Prdx1 también dieron lugar a ninguna neurona motora. De hecho, sólo cuando GDE2 y Prdx1 pueden unirse entre sí y trabajan como enzimas y se desarrollan las neuronas motoras.
“Así que pensamos que tal vez la actividad de la enzima antioxidante de la Prdx1 está haciendo algo para regular la función GDE2″, dice Sockanathan. Su equipo veía lo que ya se sabía de la actividad de la enzima Prdx1’s. Encontraron que las bacterias y levaduras versiones de Prdx1 son capaces de ayudar a cambiar ciertos enlaces químicos en las proteínas que se forman entre los aminoácidos específicos que contienen las llamadas sulfhidrilo o “SH” grupos.
Que les llevó a examinar de nuevo la proteína GDE2 para los grupos sulfhidrilo. Como resultado, se encontraron con 4 en GDE2: Tres están muy juntas y una es clara en el otro extremo de la proteína. Su primer concierto algunos experimentos de bioquímica para determinar si estos grupos sulfhidrilo pueden formar puentes de disulfuro que pueden, entonces, las mutaciones, dos a la vez, los investigadores diseñaron para sustituir a cada uno-SH-aminoácido que contiene en GDE2 y le preguntó si la proteína mutada podría aún unirse a Prx1. Encontraron una combinación de mutaciones que no se comportan igual que el control sin mutación, lo que lleva a concluir que Prx1 debe romper el enlace químico entre los dos aminoácidos específicos.
“Creemos que Prx1 rompe este vínculo en GDE2, la activación de la tarea de promover la diferenciación de las neuronas motoras”, dice Sockanathan. “Esto sugiere un nuevo mecanismo de control general que regula cuando las células se dividen y cuando se diferencian. Estamos emocionados de ver cómo podría estar generalizada”.
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