Homólogo inesperado de una conocida proteína humana descubierta en gusanos de cristal
en nueve investigación revisada por pares publicado el 3 de noviembrerd2022 en Naturaleza Comunicación, Emily Spaulding, PhD. y Dustin Updike, PhD. revelan el homólogo de una conocida proteína humana, la nucleolina, en el diminuto gusano redondo transparente, C.elegans.
La nucleolina está relacionada con las enfermedades neurodegenerativas humanas y el cáncer. Pero el nuevo descubrimiento desafía las teorías recientes sobre el papel que pueden desempeñar las estructuras dentro del núcleo en tales trastornos, y revela una nueva y poderosa herramienta para investigar la función de la nucleolina y cómo contribuye a la enfermedad.
«La nucolina es una proteína multifuncional conservada en muchos animales, plantas y hongos, pero que antes se pensaba que estaba ausente en los nematodos», dice Spaulding, becario postdoctoral en el Laboratorio Updike del Laboratorio Biológico de Mount Desert Island. «También está asociado con la ELA familiar y la enfermedad de Alzheimer, y la disfunción nucleolar global está relacionada con la neurodegeneración».
Su identificación del homólogo de nucleolina (llamado NUCL-1) establece que C. elegante como una nueva plataforma para descubrir las funciones neuronales de la nucleolina y la genética de la neurodegeneración asociada.
La nucleolina se encuentra principalmente en el nucléolo, la fábrica dentro del núcleo de una célula donde se ensamblan los ribosomas. A diferencia de muchos otros orgánulos unidos a la membrana dentro de las células, el nucléolo se comporta como una gran gota de líquido, también conocida como condensado.
Los condensados se forman por separación de fases líquido-líquido. Algunos imaginan que se forman gotas de diferentes densidades dentro de una lámpara de lava, pero no está claro exactamente cómo sucede esto en las células vivas. El trabajo de Spaulding y Updike muestra que se requiere NUCL-1 para la separación de fases en C. elegante nucléolo.
Sorprendentemente, interrumpir la separación de fases en la línea germinal no tuvo ningún efecto sobre la salud o la fertilidad
Debido a que el gusano redondo es particularmente adecuado para la microscopía in vivo que permite observaciones precisas de proteínas endógenas dentro de animales vivos, los hallazgos podrían cambiar la forma en que los científicos piensan sobre la caracterización de condensados como el nucléolo.
«VS. eleganteLa transparencia nos permite obtener imágenes de súper resolución, lo que nos permite ver la subestructura nucleolar en un animal vivo”, dice Spaulding. «Nunca he visto fotos como esta en ningún otro lugar».
Spaulding compara el nucléolo con un Tootsie Pop. «Hay capas de adentro hacia afuera», dice ella. “Algunas proteínas se localizan en la capa más interna y algunas proteínas se localizan en la capa más externa. Y se cree que cada una de estas capas representa un paso en la biogénesis de los ribosomas.
Siempre se cuestiona la importancia biológica de la subestructura del condensado; argumentos recientes sostienen que la organización espacial precisa y multinivel del nucléolo es esencial para la producción de ribosomas. Pero los científicos de MDIBL observaron que al eliminar un dominio de proteína clave de NUCL-1 en C. elegante arquitectura nucleolar interrumpida en las células reproductivas, los gusanos mutantes aún crecían normalmente y producían descendencia normal.
«Nos dimos cuenta de que el nucléolo había perdido su hermosa subestructura cuando eliminamos el dominio, pero los gusanos estaban bien», dice ella. «Fue una sorpresa y sugiere que esta organización en capas precisa puede no ser tan importante como pensábamos para la función nucleolar. Y podría ser importante para comprender la ELA o la enfermedad de Alzheimer, donde se cree que la separación de fases perturbada generalizada contribuye a la enfermedad».
“Será algo que tendrá un impacto real en el campo de la separación de fases, porque muchas de las conclusiones extraídas pueden ser incorrectas”, dice Updike. «Se espera que los resultados generen un gran interés y abran nuevas vías de estudio en las áreas de separación de fases, estructura y función nucleolar y enfermedades humanas asociadas con la nucleolina».
Referencia: Spaulding EL, Feidler AM, Cook LA, Updike DL. RG/RGG se repite en el C.elegans los homólogos de nucleolina y GAR1 contribuyen a la separación de fases subnucleolar. común natural. 2022;13(1):6585. Yo: 10.1038/s41467-022-34225-5
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