Una nueva técnica de proteómica llamada "recorte de ubiquitina" permite a los investigadores crear mapas de alta definición de cómo se modifican las proteínas mediante un proceso llamado ubiquitinación. Crédito:Instituto Walter y Eliza Hall, Australia
Los investigadores australianos se encuentran entre los primeros en el mundo en tener acceso a un nuevo enfoque para comprender los intrincados cambios que controlan cómo funcionan las proteínas en nuestras células en la salud y la enfermedad.
La nueva técnica de proteómica llamada 'recorte de ubiquitina' permite a los investigadores crear mapas de alta definición de cómo se modifican las proteínas mediante un proceso llamado ubiquitinación. La técnica proporciona un nuevo nivel de detalle para comprender el papel de la ubiquitinación en las células, y podría descubrir cambios sutiles que contribuyen a una variedad de enfermedades, incluido el cáncer, afecciones inflamatorias y trastornos neurodegenerativos.
La investigación, que se publicó hoy en Naturaleza , fue dirigido por el profesor David Komander, investigador del Instituto Walter y Eliza Hall, quien realizó el trabajo en el Laboratorio de Biología Molecular MRC en Cambridge, REINO UNIDO.
De un vistazo
Arquitectura ubiquitina
La ubiquitina es una pequeña proteína que puede unirse a otras proteínas en una célula, ya sea como una sola unidad o en cadenas lineales o ramificadas más largas. Profesor David Komander, quien dirige la división de señalización Ubiquitin recientemente establecida del Instituto, dicha ubiquitinación de proteínas podría afectar todos los procesos celulares.
"La ubiquitinación puede cambiar el funcionamiento de las proteínas, potencialmente alterando su actividad, redirigirlos a diferentes partes de la celda, o regular sus interacciones con otras proteínas. Uno de los ejemplos más conocidos de ubiquitinación es cuando se dirige a proteínas específicas para su destrucción, regular los niveles de proteína en la célula, pero ahora sabemos que hay muchas funciones más sutiles y complejas para la señalización de ubiquitina, " él dijo.
"La 'arquitectura' de las cadenas de ubiquitina puede ser compleja con muchas ramas que influyen en su impacto sobre las proteínas, sin embargo, hasta ahora ha sido casi imposible para los investigadores detectar y distinguir entre diferentes estructuras ramificadas. Esto ha limitado los experimentos que fueron posibles para comprender el papel de la ubiquitinación en los procesos de la enfermedad ".
La nueva técnica de 'recorte de ubiquitina', que fue desarrollado por el profesor Komander y sus colegas en la Universidad de Cambridge y la Universidad de Viena, permite a los científicos medir diferentes arquitecturas de cadenas de ubiquitina mediante el tratamiento previo de muestras de proteínas, y luego analizarlos mediante electroforesis y espectrometría de masas.
"El recorte de ubiquitina nos ha permitido revelar un nivel completamente nuevo de complejidad en la señalización de ubiquitina. En nuestros experimentos piloto, Descubrimos que las cadenas de ubiquitina ramificadas son mucho más comunes de lo que se pensaba. También podríamos estudiar combinaciones de modificaciones en la ubiquitina y otras proteínas, una hazaña que hasta ahora era bastante difícil. "Dijo el profesor Komander.
"Esta es una técnica revolucionaria que simplifica la investigación de ubiquitina, permitiendo un nuevo nivel de experimentación detallada. Es la diferencia entre describir una casa basándose únicamente en el número de paredes, ventanas y puertas que tiene, versus mirar los planos arquitectónicos detallados ".
Nuevos conocimientos sobre enfermedades
La ubiquitinación alterada de proteínas se ha relacionado con una variedad de enfermedades, incluido el cáncer, enfermedades inflamatorias y trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson. El profesor Komander dijo que la técnica de recorte de ubiquitina ya se estaba aplicando para estudiar muestras de pacientes.
"Mi colega del Instituto Walter y Eliza Hall, la Dra. Rebecca Feltham, está utilizando el recorte de ubiquitina para buscar patrones de ubiquitinación de proteínas en muestras de pacientes con artritis reumatoide, una enfermedad inflamatoria compleja. Esto podría proporcionar nuevos conocimientos sobre cómo se desarrolla esta enfermedad y responde a las terapias existentes. " él dijo.
"La ubiquitinación también es un objetivo prometedor para el desarrollo de nuevos fármacos. El recorte de ubiquitina será un aspecto crítico de la investigación de descubrimiento de fármacos de mi equipo.
"Es emocionante que los investigadores australianos se encuentren entre los primeros del mundo en tener acceso al recorte de ubiquitina, y espero ver que la técnica sustenta muchos descubrimientos interesantes, incluso a través de nuestras colaboraciones con otros grupos de investigación ".
