El descubrimiento sorpresa de células vegetales desbloquea el potencial antienvejecimiento humano
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| Los investigadores Heeseung Choi y Katie Dehesh sostienen plantas de Arabidopsis jóvenes (verdes) y viejas (amarillas) en el laboratorio. Katie Dehesh/UCR |
Los científicos han descubierto un nuevo contendiente en la búsqueda de hackear el proceso de envejecimiento humano, y es una proteína poco estudiada dentro de una estructura celular que tampoco recibe mucho tiempo en la investigación a pesar de ser uno de los primeros orgánulos identificados hace más de un siglo.
19 enero 2024.- El aparato de Golgi, también conocido como cuerpo de Golgi y complejo de Golgi (para disgusto de los estudiantes de biología de todo el mundo), es un orgánulo de aspecto extraño que se asemeja a láminas de pasta dobladas o capas de glaseado. Pero tiene un papel importante dentro de las células complejas de plantas y animales, procesando y empaquetando proteínas y lípidos, antes de que sean transportados a otras partes de la célula o secretados.
Fue un hallazgo sorprendente para el biólogo italiano Camillo Golgi en 1898, que estaba investigando el sistema nervioso en ese momento, por lo que es apropiado que los científicos de la Universidad de California Riverside (UCR) también tropezaran con un aspecto particular del orgánulo en su estudio sobre los factores estresantes de las plantas. – y es uno que es muy prometedor para preservar la longevidad celular.
Al estudiar inicialmente cómo las células vegetales de berro ( Arabidopsis thaliana ) controlan las respuestas a factores estresantes como la infección y la poca luz, los investigadores descubrieron que el aparato de Golgi, y una proteína clave dentro de él, desempeñaban un papel importante en la supervivencia celular cuando se exponen a estrés externo.
La proteína oligométrica de Golgi (COG) conservada ayuda al aparato de Golgi a unir azúcares (carbohidratos) a otras proteínas y lípidos antes de mover estos paquetes. Este proceso, la glicosilación, es fundamental para la función celular y muchos procesos biológicos , como el plegamiento de proteínas y la función de respuesta inmune adaptativa.
"El Golgi es como la oficina de correos de la célula", dijo el autor principal, Heeseung Choi, investigador del Departamento de Botánica y Ciencias Vegetales de la UCR. “Empaquetan y envían proteínas y lípidos a donde se necesitan. Un Golgi dañado puede crear confusión y problemas en las actividades de la célula, afectando el funcionamiento de la célula y su mantenimiento saludable”.
Siguiendo con la analogía, los investigadores dicen que la proteína COG es el trabajador postal que supervisa el movimiento de pequeñas "envolturas" de sacos que mueven otras moléculas alrededor de la célula.
Centrándose en el COG, los investigadores modificaron las plantas para que no pudieran producir la proteína de forma natural. Si bien las plantas crecieron normalmente en condiciones óptimas, rápidamente empeoraron cuando se les vio privadas de luz, por lo que no pudieron convertir la luz solar en azúcar. De hecho, las plantas sin COG se marchitaron, amarillearon y parecían al borde de la muerte tres veces más rápido que los especímenes no modificados con la misma privación de luz.
En la oscuridad, los mutantes COG mostraron signos de envejecimiento que normalmente aparecen en plantas silvestres no modificadas alrededor del día nueve. Pero en los mutantes, estos signos se manifestaron en sólo tres días. Sin embargo, al restablecer la capacidad de la planta para producir COG, sus síntomas desaparecieron y se parecieron a los especímenes "normales".
Estas respuestas resaltan la importancia crítica de la proteína COG y la función normal de Golgi en el manejo del estrés.
¿Qué tiene eso que ver con nosotros? Mientras que las células vegetales tienen diferencias obvias con las de los animales, todos los que tenemos células complejas (eucariotas) tenemos una "oficina de correos" del aparato de Golgi dentro de cada una.
Investigaciones anteriores han descubierto que las disfunciones en el complejo COG humano, formado por ocho subunidades de proteínas COG, afectan significativamente funciones biológicas cruciales como la glicosilación, la clasificación de proteínas y el funcionamiento general del aparato de Golgi. El mal funcionamiento y la desregulación de la glicosilación de Golgi también se han relacionado con la proliferación de células cancerosas y la progresión de la enfermedad.
Los investigadores ahora planean observar el impacto de la alteración de esta vía en las células humanas y su posible asociación con el envejecimiento y el impacto del estrés. Potencialmente, las terapias dirigidas podrían reforzar la salud celular para protegerlas contra los factores estresantes que pueden causar el envejecimiento prematuro.
Este avance podría tener implicaciones de gran alcance para el estudio del envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad.
El estudio fue publicado en la revista Nature Plants .
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