Dirigirse a esta proteína podría ayudar a combatir el envejecimiento
Los científicos han descubierto un mecanismo genético desconocido del metabolismo celular que se vuelve cada vez más disfuncional con el envejecimiento.
Investigadores de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza sugieren que sus hallazgos podrían conducir a nuevos objetivos para tratamientos para combatir el envejecimiento y las afecciones relacionadas con la edad.
Su descubrimiento se refiere a una proteína que altera la función de las mitocondrias, que son las diminutas unidades de energía dentro de las células que les dan su energía.
El equipo de EPFL descubrió que el cerebro y el tejido muscular de animales viejos tenían niveles altos de la proteína, que se llama miembro 2 de la familia de unión al ARN pumilio (PUM2).
Un artículo de estudio en la revista. Célula molecular describe cómo el envejecimiento induce niveles más altos de PUM2, que, a su vez, reduce los niveles de otra proteína llamada factor de fisión mitocondrial (MFF).
MFF ayuda a las células a romper las mitocondrias grandes en unidades más pequeñas y eliminarlas. Las muestras de tejido de los animales envejecidos también tenían niveles más bajos de MFF.
Los investigadores sugieren que a medida que los animales envejecen, la vía PUM2 / MFF se vuelve cada vez más desregulada.
A medida que aumentan los niveles de PUM2, reducen los niveles de MFF. El resultado es que las células se vuelven cada vez más incapaces de romper y eliminar las mitocondrias más pequeñas. A medida que pasa el tiempo, las células y los tejidos se acumulan cada vez más mitocondrias grandes e insalubres.
Proteínas de unión a ARN y envejecimiento
PUM2 es una proteína de unión a ARN. Estas moléculas alteran la expresión génica al unirse a las moléculas de ARN mensajero (ARNm) que llevan el código de ADN para que las células lo procesen.
En un estudio reciente, el equipo descubrió que cuando PUM2 se une a moléculas de ARNm que llevan el código de ADN para MFF, bloquea la capacidad de las células para producir proteína MFF a partir de esas moléculas de ARNm.
La mayor parte de la investigación sobre las moléculas que influyen en el envejecimiento de las células y los tejidos tiende a centrarse en la transcripción de genes en ARNm. Sin embargo, este es solo el primer paso en el complejo proceso de transferir información contenida en los genes al funcionamiento de las células.
Los investigadores de EPFL descubrieron la vía PUM2 / MFF cuando decidieron investigar el paso que ocurre después de la transcripción genética.
Cuando examinaron células animales para identificar proteínas de unión a ARN que cambiaban con la edad, encontraron que PUM2 estaba particularmente elevado en animales más viejos.
PUM2 se une solo a moléculas de ARNm que tienen sitios que reconoce. Cuando se adhiere al ARNm, detiene la traducción del código en la proteína correspondiente.
Al emplear un enfoque de "genética de sistemas", el equipo descubrió un ARNm previamente desconocido al que se une PUM2. Este era el ARNm que lleva el código para que las células produzcan MFF.
La edición genética invirtió los efectos relacionados con la edad
En otra parte del estudio, los investigadores demostraron cómo podría ser posible revertir el efecto relacionado con la edad de PUM2 en células y tejidos.
Usando la tecnología de edición de genes CRISPR-Cas9, redujeron PUM2 en los músculos de ratones viejos al silenciar su gen codificante correspondiente.
Esto condujo a niveles más altos de proteína MFF, que, a través de una mayor desintegración y eliminación de desechos, mejoró la función mitocondrial en los ratones envejecidos.
El equipo también investigó un mecanismo similar en la lombriz intestinal. Caenorhabditis elegans, que es un modelo que los científicos utilizan a menudo para estudiar las vías moleculares.
En el gusano redondo, el envejecimiento induce niveles más altos de la proteína de unión al ARN PUF-8. Los investigadores encontraron que silenciar el gen correspondiente para PUF-8 en gusanos más viejos mejoró el funcionamiento de sus mitocondrias y extendió su vida útil.
Otros estudios han relacionado las proteínas de unión al ARN con enfermedades degenerativas neuromusculares. También han demostrado que a menudo se acumulan en grupos llamados gránulos patológicos.
Los investigadores de EPFL encontraron que PUM2 tiene una tendencia similar, con el envejecimiento, a agruparse en partículas que se unen y capturan el ARNm de MFF.
