Investigadores del Instituto Francis Crick y del King's College de Londres han descubierto que la suavidad o rigidez de las proteínas en determinadas regiones puede determinar la rapidez o lentitud con la que entran en el núcleo.
Las proteínas necesitan entrar y salir del núcleo, el centro de control de la célula, para realizar diferentes funciones, como indicarle al núcleo que active o desactive ciertos genes. Estas proteínas se cruzan mediante un canal en el borde del núcleo llamado "complejo de poro nuclear".
Investigaciones anteriores han demostrado que el tamaño y la composición de estas proteínas cambian la facilidad con la que pueden cruzarse, pero ahora esta investigación, publicada en Nature Physics , ha demostrado que las propiedades mecánicas también pueden influir en la entrada de proteínas a través del poro. El artículo se titula "La anisotropía estructural da como resultado el transporte mecanodireccional de proteínas a través de los poros nucleares".
Al rastrear el movimiento de las proteínas en células individuales, el equipo demostró que, en proteínas del mismo tamaño y composición de aminoácidos (sus componentes básicos), la estabilidad mecánica cerca de la "secuencia de localización nuclear" de la proteína (una secuencia especial que permite la proteína para entrar al núcleo) influyó en la rapidez o lentitud con la que podían cruzar.
Identificaron que las proteínas con una región blanda o flexible junto a esta secuencia podían cruzar al núcleo más rápidamente.
Luego, los investigadores diseñaron una etiqueta blanda que podría agregarse cerca de la secuencia en proteínas más rígidas, para ayudarlas a ingresar al núcleo más fácilmente.
Esto se probó marcando un factor de transcripción (una proteína que activa ciertos genes) llamada MRTF, que ayuda a las células a moverse por el cuerpo. Cuando se adjuntó una etiqueta suave al MRTF, pudo ingresar al núcleo mucho más rápido, aumentando el movimiento celular.
Los investigadores creen que esto podría ser una herramienta potencialmente útil para administrar fármacos al núcleo más rápidamente o etiquetar factores de transcripción para aumentar la actividad de ciertos genes.
Sergi García-Manyes, líder del grupo del Laboratorio de Mecanobiología de Molécula Única del Instituto Francis Crick y profesor de Biofísica en el King's College de Londres, dijo:"Hemos hecho un descubrimiento fundamental:la mecánica de una proteína (cuán blanda o rígida es) Está en la región que lidera la translocación:controla su entrada al núcleo de la célula. Aunque solo nos fijamos en el poro nuclear, este mecanismo podría regular la entrada a otras partes de la célula, como las mitocondrias o los proteosomas. puede entrar más rápido en el núcleo podría ayudarnos a diseñar fármacos más específicos".
Rafael Tapia-Rojo, coprimer autor, ex postdoctorado en Crick y ahora profesor de Física Biológica en el King's College de Londres, dijo:"Nuestros hallazgos fueron bastante inesperados y fue sorprendente ver cómo las mediciones a nivel de una sola molécula pueden estar tan directamente vinculado a lo que sucede a nivel celular, utilizando un enfoque optomecánico de nuevo diseño".
Los investigadores ahora están investigando cómo los factores de transcripción han evolucionado para contener regiones flexibles que les permitan ingresar al núcleo más fácilmente.
Más información: Panagaki, F. y col. La anisotropía estructural da como resultado el transporte mecanodireccional de proteínas a través de poros nucleares, Física de la naturaleza (2024). DOI:10.1038/s41567-024-02438-8.
Información de la revista: Física de la Naturaleza
Proporcionado por el Instituto Francis Crick
