Científicos de China, identifican la polaridad subcelular como factor clave en la agregación proteica
Beijing, China, Asia.- La polaridad es un parámetro fisicoquímico del entorno celular que ha demostrado influir en el plegamiento y la agregación proteica in vitro. Sin embargo, la polaridad de los diferentes compartimentos subcelulares aún no se ha comparado cuantitativamente, y su relación con la homeostasis proteica aún se desconoce en gran medida.
En un nuevo estudio publicado en Communications Biology el 3 de febrero, investigadores dirigidos por el profesor Wang Lei, del Instituto de Biofísica de la Academia China de Ciencias, han mapeado cuantitativamente la polaridad y el hacinamiento de los compartimentos subcelulares, lo que proporciona una nueva perspectiva para comprender y potencialmente intervenir en las enfermedades conformacionales de las proteínas.
Revelaron que el retículo endoplasmático (RE) posee un entorno distintivo, caracterizado por una alta polaridad y hacinamiento molecular. También establecieron una relación entre la polaridad y la agregación proteica.
Utilizaron proteínas Halo dirigidas a diferentes compartimentos subcelulares para localizar la misma sonda sensible a la polaridad en regiones celulares específicas. Esta estrategia permitió la medición cuantitativa y la comparación de la polaridad en diversos entornos subcelulares de células vivas.
Combinado con una sonda de hacinamiento molecular para evaluar los niveles de hacinamiento en los compartimentos, el sistema sentó las bases técnicas para analizar las relaciones entre polaridad, hacinamiento molecular y agregación proteica.
Con este enfoque, los investigadores descubrieron que el lumen del RE presenta mayor polaridad y mayor hacinamiento molecular que el citosol. Esta característica se observó de forma consistente en múltiples líneas celulares humanas.
Curiosamente, los investigadores descubrieron que el exón 1 del gen huntingtina (Htt) con un tramo poliQ expandido (Htt-polyQ) tiene una menor tendencia a formar agregados insolubles en el lumen del RE (alta polaridad y mayor hacinamiento) que en el citosol (baja polaridad y menor hacinamiento).
Los investigadores también observaron que los tratamientos hipertónicos disminuyen la polaridad a la vez que aumentan el hacinamiento. Bajo tratamiento hipertónico, la Htt-polyQ originalmente difundida en el citosol formó agregados insolubles, lo que indica que la polaridad, y no el hacinamiento, está correlacionada con la agregación proteica.
Este estudio revela que el microambiente inherentemente de alta polaridad del RE puede ser un factor clave en la prevención de la agregación proteica. Junto con los sistemas reguladores especializados del RE, este entorno crea una sólida red de control de calidad proteica que ayuda a mantener la proteostasis celular.
