En el preludio del cáncer, las mutaciones genéticas a veces pueden conducir a la formación de proteínas quiméricas hechas de partes de dos proteínas diferentes que normalmente están separadas.

Un nuevo artículo de revisión examina la ciencia más reciente sobre una determinada clase de estas "proteínas de oncofusión" relacionadas con el cáncer, centrándose en aquellas proteínas de oncofusión que pueden formar gotas similares a un líquido llamadas "condensados ​​ectópicos" en las células.

El artículo fue publicado el 25 de abril en Trends in Cell Biology por los investigadores de la Universidad de Buffalo Richoo B. Davis, Mahdi Muhammad Moosa y Priya R. Banerjee, todos en el Departamento de Física de la Facultad de Artes y Ciencias de la UB. Banerjee, Ph.D., es profesor asistente de física, y Davis, Ph.D., y Moosa, Ph.D., son asociados posdoctorales en Banerjee Lab.

En experimentos de laboratorio, los condensados ​​ectópicos emergen cuando parte de una proteína que normalmente forma gotitas se fusiona con parte de otra proteína que generalmente se encuentra en una ubicación diferente dentro de una célula. La proteína quimérica resultante retiene algunas funciones de las dos proteínas originales y es capaz de formar gotitas en el lugar "incorrecto" dentro de las células, dice Moosa.

Las gotas de proteína, también conocidas como "orgánulos sin membrana", pueden servir como centros de actividad bioquímica, por lo que es interesante investigar las gotas fuera de lugar con funciones aberrantes, dicen los investigadores.

"Un público importante para nuestra revisión son los investigadores del cáncer", dice Moosa. "Es posible que los biofísicos que estudian los condensados ​​biomoleculares ya estén familiarizados con estos conceptos, pero queríamos llegar y compartir estos conocimientos con los investigadores de biología del cáncer que trabajan directamente con muestras de pacientes".

Davis señala que los condensados ​​ectópicos podrían ofrecer un objetivo atractivo para las terapias contra el cáncer, pero que se necesita más investigación para comprender mejor cómo funcionan estas proteínas quiméricas en su estado natural y cómo pueden reconfigurar la transcripción de genes que lleva al desarrollo del cáncer:"La célula es un sistema muy complejo", dice. "Necesitamos mejores herramientas para estudiar los condensados ​​de proteínas en sus condiciones nativas, y nuestros estudios futuros se centrarán en abordar esto".

En el artículo de revisión, los autores resumen los hallazgos emergentes de múltiples trabajos publicados recientemente de diferentes grupos de investigación, incluido un estudio de 2021 que completaron junto con Taranpreet Kaur, un reciente doctorado en física de la UB. graduado.

Ese artículo anterior, que aparece en una edición especial de la revista Protein Science sobre "Biofísica de condensados ​​biomoleculares", se centró en una proteína de oncofusión de la familia FET y se tituló "Los condensados ​​de proteínas de oncofusión FUS reclutan remodelador de cromatina mSWI/SNF a través de interacciones heterotípicas entre dominios similares a priones". El equipo mostró cómo estos condensados ​​de proteínas ectópicas pueden reclutar máquinas moleculares clave para cambiar el equilibrio de la regulación génica.

"El descubrimiento de la separación de fases de proteínas ha cambiado nuestra visión de cómo las células organizan su espacio interno", dice Banerjee. "A medida que surgen más y más investigaciones en este apasionante campo, aprendemos sobre el papel de las gotitas de proteína en procesos biológicos clave, como la regulación de genes, y su papel en enfermedades humanas mortales. Según los datos emergentes de diferentes laboratorios, sospechamos que un subconjunto de proteínas de fusión ligadas al cáncer pueden formar nuevos tipos de condensados, que las células normales no poseen".

"El estudio de las proteínas de fusión naturales y sus condensados ​​con nuevas funciones biológicas no solo es importante desde la perspectiva de la biología del cáncer sino también desde el punto de vista de la ingeniería de proteínas, ya que aprender cómo funcionan estas proteínas de fusión brindará nuevas oportunidades para crear proteínas artificiales con nuevos aplicaciones en las ciencias biomédicas", añade Banerjee.