Sincrotró ALBA
Un equip de recerca liderat pel CIC bioGUNE ha revelat l'estructura d'una de les maquinàries cel·lulars per al reciclatge de proteïnes. Aquesta maquinària s'encarrega de transportar i reutilitzar més de 60 proteïnes diferents.
Experiments realitzats a la línia de llum XALOC del Sincrotró ALBA han permès comprendre el procés de reciclatge de les proteïnes a nivell atòmic.
Un article publicat a la revista Nature Structural & Molecular Biology ha arribat a la conclusió que les proteïnes que han de ser reciclades coordinen la seva pròpia "recollida selectiva". L’estudi és el resultat d’una col·laboració internacional de membres del CIC bioGUNE, el Biofisika Institute, NIH (National Institutes of Health, USA), el BSC (Barcelona Supercomputing Center) i el ICVV (Institute of Vine and Wine Sciences).
Fent anàlisis amb llum de sincrotró a la línia de llum XALOC de l'ALBA (entre d’altres tècniques), l'equip de recerca ha determinat l'estructura d'una de les maquinàries cel·lulars per al reciclatge de proteïnes. Aquesta es coneix amb el nom de ESCPE-1 (de l’anglès Endosomal Sorting Complex Promoting Exit 1) i la seva funció és transportar i reutilitzar més de 60 proteïnes diferents. Entendre el procés de reciclatge de les proteïnes dins de les cèl·lules és crucial per dissenyar mecanismes per corregir errors que causen un reciclatge ineficient o una localització inadequada de les proteïnes dins la cèl·lula.
Una activitat habitual en les nostres tasques domèstiques és separar paper, vidre o plàstic per dipositar-los als contenidors adequats. Mitjançant el reciclatge, podem reduir el consum de recursos, estalviar energia i minimitzar els residus. De la mateixa manera, les nostres cèl·lules reciclen molts dels seus components per aconseguir els mateixos beneficis.
"Moltes de les proteïnes transportades i reutilitzades per aquesta maquinària que les recicla són receptors implicats en el creixement i la proliferació cel·lular, que es desregulen quan es pateixen diferents tipus de càncer. En aquest estudi, hem revelat l'organització de l'ESCPE-1 a escala atòmica i mostrem com els receptors a reciclar contribueixen al seu propi transport. Tornant a l'analogia del paper, el vidre i el plàstic, és com descobrir el mecanisme de recollida selectiva d'un d'aquests contenidors.", explica Aitor Hierro, investigador principal d'Ikerbasque del "Membrane Trafficking Lab" del CIC bioGUNE.
Conceptualment, l'estudi posa damunt la taula una idea molt senzilla però fonamental. Les proteïnes que s'han de reciclar coordinen la seva pròpia recollida selectiva. "Les nostres cèl·lules utilitzen i reutilitzen molts dels seus components gestionant de forma molt eficaç la seva localització i disponibilitat. Entendre aquests processos a nivell atòmic és essencial per dissenyar mecanismes que puguin corregir errors en aquesta gestió, on algunes proteïnes no es reciclen bé o acaben en llocs de la cèl·lula que no els pertanyen, com passa en alguns tipus de càncer i determinades malalties neurodegeneratives", afegeix Aitor Hierro.
L’estudi, que s'ha dut a terme durant els últims cinc anys, ha utilitzat dues de les tècniques més rellevants en biologia estructural: la cristal·lografia de raigs X i la microscòpia crioelectrònica. Ambdues tècniques requereixen grans infraestructures com l'ALBA, el BREM (Basque Resource for Electron Microscopy) de l'Institut Biofisika de Bilbao i l'eBIC (electron Bio-Imaging Centre) al Regne Unit, que junts han abordat amb èxit aquesta recerca.