Los científicos de la Escuela de Medicina Duke-NUS han descubierto nuevos detalles moleculares de cómo las células se aseguran de que su suministro de energía se ajuste para satisfacer la demanda de energía. Su estudio, realizado en colaboración con investigadores de la Universidad de Melbourne en Australia y la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, EE. UU., destaca el papel crucial que desempeñan las microproteínas en el ensamblaje de complejos de proteínas más grandes dentro de componentes celulares generadores de energía conocidos como mitocondrias. Sus resultados se publican en Cell Reports .

Los problemas con las mitocondrias son la base de una amplia gama de enfermedades, incluidas afecciones comunes como la insuficiencia cardíaca, la obesidad, la diabetes y el cáncer.

"Nuestro objetivo a largo plazo es aprender a manipular las microproteínas que estamos investigando para combatir la disfunción mitocondrial en los pacientes", dijo la autora principal, la profesora asistente Lena Ho, del programa de trastornos cardiovasculares y metabólicos (CVMD) de Duke-NUS. "La importancia más inmediata de la investigación es revelar nuevos detalles sobre cómo funcionan y se mantienen las mitocondrias en todas las células. El trabajo podría agregar un nuevo nivel importante de comprensión de este aspecto central de la biología celular".

Las mitocondrias están limitadas por una doble membrana. El interior de las dos membranas alberga una serie de proteínas que transfieren electrones a lo largo de lo que se llama la cadena de transporte de electrones. Este transporte de electrones es una parte crucial de los procesos que extraen energía química de los nutrientes y, en última instancia, la almacenan en moléculas ricas en energía de trifosfato de adenosina (ATP).

El nuevo conocimiento del equipo de Duke-NUS revela que las pequeñas microproteínas (también llamadas péptidos) desempeñan un papel previamente no reconocido al permitir que se forme la cadena de transporte de electrones. Específicamente, parecen trabajar juntos para ayudar y controlar el ensamblaje de una de las proteínas centrales de la cadena, llamada Complejo III. Este papel permite que las microproteínas participen en la regulación de los niveles de proteínas de la cadena de transporte de electrones y, por lo tanto, en el suministro de energía, en respuesta a los cambios en la demanda de energía.

"Las microproteínas han fascinado pero también desconcertado a los biólogos de diversos campos durante mucho tiempo", dijo Liang Chao, coautor del estudio, quien tiene un Ph.D. candidato en Duke-NUS. "Nuestro estudio proporciona un ejemplo de lo que pueden hacer y cómo participan en el control del metabolismo energético en el nivel más profundo de detalle molecular".

"Las mitocondrias son las baterías y las fábricas de nuestras células, que producen no solo energía, sino también muchos de los componentes básicos necesarios para que las células se multipliquen y se mantengan vivas", dijo el Dr. Shan Zhang, ex investigador del Laboratorio de péptidos endógenos del profesor adjunto Ho. bajo el programa CVMD de Duke-NUS, y ahora profesor asistente en la Universidad de Zhejiang, China. "Vemos claramente que la modulación de los niveles de estas microproteínas puede provocar o proteger contra la disfunción mitocondrial, que es una característica que subyace en casi todos los tipos de enfermedades comunes".

El equipo ahora planea pasar de estos hallazgos iniciales a nivel celular para investigar más a fondo las funciones y la importancia de las microproteínas en modelos preclínicos y, en última instancia, en humanos.

"Es de esperar que estas próximas etapas nos lleven a aprender cómo orientar la actividad de las microproteínas para tratar las enfermedades mitocondriales", concluyó el profesor adjunto Ho.

"Las innovaciones en el cuidado de la salud y la prevención de enfermedades se benefician de los avances en el conocimiento que son posibles gracias a la investigación científica fundamental, como este estudio realizado por la profesora asistente Ho y su equipo", dijo el profesor Patrick Casey, vicedecano senior de investigación en Duke-NUS. "Espero ver a dónde nos lleva la investigación a continuación". + Explora más

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