Desglose de ER objetivo
Ilustración de Anatomy & FisiologíaWIKIMEDIA, OPENSTAX COLLEGEEl retículo endoplásmico (RE) tiene receptores específicos que lo dirigen para la autofagia o el reciclaje intracelular, según dos estudios independientes publicados este mes (3 de junio) en Nature. Hitoshi Nakatogawa del Instituto de Tecnología de Tokio dirigió un equipo que identificó estos receptores en la levadura. Ivan Dikic, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Goethe, dirigió un equipo que examinó los mismos tipos de receptores en ratones.
“El principal hallazgo es que ER . . . tiene un mecanismo homeostático para remodelarse a sí mismo, para entregar su propio contenido” dijo Dikic. «Y que este mecanismo, que regula esta función de limpieza, está mediado por la autofagia selectiva».
«Ambos estudios informan un mecanismo que las células pueden usar para secuestrar selectivamente el RE para su degradación a través de la autofagia». Esto se logra mediante los receptores que identifican los estudios que se unen al RE y también a los componentes de…
La autofagia es un proceso mediante el cual las células eucariotas se descomponen y reciclan sus propios materiales. En la autofagia, una estructura en forma de copa llamada fagóforo engulle el material en una burbuja de doble membrana llamada autofagosoma. El autofagosoma luego se fusiona con otro orgánulo, el lisosoma, que está lleno de enzimas para descomponer las proteínas y otras moléculas en sus constituyentes.
Una de las preguntas que ha estado pendiente durante mucho tiempo en el campo es. . . cómo y si los autofagosomas seleccionan lo que van a comer, explicó Sharon Tooze, quien estudia autofagia en el Instituto Francis Crick en el Reino Unido, pero no participó en el trabajo.
En lo que se llama macroautofagia, se cree que los autofagosomas [engullen] cualquier cosa que esté adyacente a ellos, dijo Tooze. La macroautofagia generalmente se considera no selectiva. Sin embargo, los científicos han descubierto recientemente varios tipos de procesos de autofagia selectiva que conducen a la degradación específica de mitocondrias o patógenos, por ejemplo.
Esta autofagia selectiva suele estar mediada por la interacción de proteínas en el orgánulo objetivo o patógeno con proteínas en el phagophoreLC3 en mamíferos, Atg8 en levadura que marcan los objetivos para el engullimiento. LC3 y Atg8 son como cerraduras que, en autofagia selectiva, requieren llaves. Por separado, Nakatogawa y Dikic identificaron dichas claves en el ER en las pantallas de proteínas que se unen a las proteínas de bloqueo del fagoforo.
El equipo de Dikics se centró en la proteína de mamífero FAM134B que, cuando se sobreexpresa en líneas celulares humanas , conduce a la degradación de ER en los lisosomas, como se observa por microscopía electrónica. Los investigadores también encontraron que derribar el gen en las células humanas condujo a la expansión del RE. Trabajando en levadura, el equipo de Nakatogawa identificó una proteína llamada Atg40 en el RE citoplasmático y un receptor diferente, Atg39, en el RE que rodea el núcleo, los cuales se dirigen al RE para la autofagia.
Mientras que la levadura (Atg8 ) y los receptores de autofagia de mamíferos (LC3) son homólogos, el receptor de levadura ER Atg40 y el FAM134 de mamíferos no lo son, dijo Nakatogawa a The Scientist en un correo electrónico. Atg40 no muestra una similitud de secuencia con FAM134, pero esta proteína es probablemente su homólogo funcional, porque sus funciones (receptores de fagia ER), arquitecturas de dominio y localización (ER citoplasmático) son similares. El receptor de autofagia perinuclear que el grupo de Nakatogawa encontró en el RE de levadura (Atg39), por otro lado, es una proteína completamente diferente a las demás, dijo Nakatogawa.
En humanos, mutaciones en FAM134B conducen a un tipo particular de neuropatía que implica una sensación de dolor y una sensibilidad al calor reducidas, como informaron anteriormente los colaboradores de Dikics. Entonces, el equipo de Dikics interrumpió el gen Fam134b en ratones y descubrió que, al igual que en los humanos con neuropatía sensorial y autonómica hereditaria tipo II, los ratones eran menos sensibles al calor (probado sumergiendo sus colas en agua caliente). Las células de fibroblastos embrionarios de ratón aisladas de los mutantes también mostraron ER expandido.
Todavía no se ha descubierto cómo se regula con precisión la autofagia del ER.
Realmente no lo entendemos. . . la relevancia de cómo se regula, si es o no su fosforilación u otro mecanismo que indicará que se debe comer esta parte de la sala de emergencias, o si es o no una especie de condición de estado estacionario de homeostasis, dijo Tooze.
Dikic dijo que sospecha que el ER no se renueva constantemente, sino que se dirige a la autofagia después de la acumulación de daño a las proteínas y los lípidos incrustados en la membrana del ER o dentro de la luz. Más allá de explorar cómo se regula la autofagia del RE, él y sus colegas ahora están trabajando para comprender por qué existen diferentes receptores de autofagia para el RE perinuclear y citoplasmático y buscan receptores de autofagia perinuclear en células de mamíferos.
UNA. Khaminets et al., Regulación del recambio del retículo endoplásmico mediante autofagia selectiva, Nature, doi:10.1038/nature14498, 2015.
K. Mochida et al., La autofagia selectiva mediada por receptores degrada el retículo endoplásmico y el núcleo, Nature, doi:10.1038/nature14506, 2015.  ;
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