Changemaker Senp5: Nueva isoforma de proteína con un papel crucial en el desarrollo del cerebro
La proteína Senp5S recién descubierta ayuda a regular la dinámica mitocondrial que es crucial para la diferenciación de las neuronas durante el desarrollo del cerebro. Crédito: Universidad de Waseda
Comprender cómo se desarrolla el cerebro es crucial para formular tratamientos y protocolos de manejo para una variedad de trastornos del desarrollo, así como enfermedades neurológicas degenerativas. Desde la etapa embrionaria, el desarrollo del cerebro se ve facilitado por la diferenciación de las neuronas (células cerebrales). Estos procesos fundamentales están regulados por la dinámica de las estructuras subcelulares de las mitocondrias involucradas en el metabolismo energético celular. Estas dinámicas abarcan la fisión mitocondrial, mediante la cual una mitocondria se divide, y la fusión mitocondrial, que ayuda a la mitocondria a alargarse.
La dinámica mitocondrial está mediada principalmente por la proteína 1 relacionada con la dinamina (Drp1). Naturalmente, los mecanismos moleculares que afectan el funcionamiento de Drp1 también influirán en el desarrollo del cerebro. Pero hasta ahora, se sabe poco sobre cómo sucede exactamente eso. En un estudio reciente, publicado en iScience, un grupo de científicos dirigido por el profesor Shin-ichi Sakakibara de la Universidad de Waseda descubrió una nueva proteína en el cerebro que ayuda a regular Drp1 y, por lo tanto, la función cerebral. «Drp1 se somete a una modificación llamada ‘SUMOilación’, cuyos estudios han demostrado que desempeña un papel clave en muchos trastornos neurológicos como el Alzheimer y el Parkinson. La proteína que descubrimos se dirige a este proceso de SUMOilación, lo que la convierte en una opción muy atractiva para posibles terapias para la SUMOilación. enfermedades relacionadas», explica Sakakibara.
Después de que las proteínas Drp1 se «traducen» o se fabrican, se someten a una modificación por parte de una proteína llamada modificador pequeño similar a la ubiquitina (SUMO). Las Drp1 SUMOiladas son marcadas por el cuerpo para su degradación. Los Drp1 etiquetados se «desetiquetan» más tarde para controlar el número de estas proteínas que se degradan. Este proceso se llama deSUMOilación. Investigaciones anteriores han demostrado que la deSUMOylación está catalizada por una variante de una enzima llamada proteasa 5 específica de SUMO (Senp5). Esta variante se llama Senp5L y ayuda a romper el vínculo entre Drp1 y SUMO.
En su estudio, el equipo de investigación descubrió otra variante de Senp5 a la que llamaron Senp5S. Luego realizaron experimentos in vitro usando líneas celulares y experimentos in utero usando embriones de ratón para estudiar los efectos de Senp5S y SUMOylation en la dinámica mitocondrial y la diferenciación neuronal. Los investigadores encontraron que, a diferencia de Senp5L, Senp5S no tenía actividad de «ruptura de enlaces» (peptidasa). En cambio, compitió con Senp5L en el sitio de reacción y evitó la deSUMOilación de las proteínas Drp1, regulando así indirectamente la dinámica mitocondrial. El equipo de investigación descubrió además que el equilibrio SUMOylation/deSUMOylation afectó la morfología mitocondrial, así como la tabulación de otra estructura celular crucial que ayuda en la producción y el ensamblaje de proteínas en la célula, el retículo endoplasmático.
Hablando sobre su descubrimiento, Sakakibara dice: «La expresión equilibrada de Senp5L/Senp5S es esencial para el desarrollo del cerebro. Nuestros hallazgos sugieren un papel novedoso y vital para la SUMOylación postraduccional en el proceso estrictamente controlado de diferenciación neuronal y desarrollo cerebral. También ayuda a aclarar la importancia fisiológica de la SUMOylación en el cerebro».
Este descubrimiento ofrece una nueva perspectiva sobre la patología de muchos trastornos neurológicos y del desarrollo, lo que podría ayudar a diseñar tratamientos y terapias eficaces para enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson en el futuro.
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La investigación descubre nuevos conocimientos sobre la ELA y apunta a una estrategia de tratamiento potencialmente prometedora Más información: Seiya Yamada et al, Drp1 SUMO/deSUMOylation by Senp5 isoforms influences ER tubulation and mitochondrial dinámicas para regular el desarrollo cerebral, iScience (2021). DOI: 10.1016/j.isci.2021.103484 Información de la revista: iScience
Proporcionado por la Universidad de Waseda Cita: Changemaker Senp5: nueva isoforma de proteína con un papel crucial en el desarrollo del cerebro ( 2022, 11 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-changemaker-senp5-protein-isoform-crucial.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.