El plegament de proteïnes en plantes pot impulsar la recerca de malalties humanes del sistema nerviós

El plegament de proteïnes en plantes pot impulsar la recerca de malalties humanes del sistema nerviós

Un estudi liderat per Manuel Rodríguez Concepció del Centre de Recerca en Agrigenòmica de Barcelona (CRAG) descobreix un nou mecanisme que corregeix els defectes de plegament de les proteïnes, principal causa de malalties humanes del sistema nerviós, com són l’Alzheimer o el Parkinson. Aquest estudi, publicat a la revista PLOS Genetics, està realitzat amb un tipus de planta i dóna resposta al problema que existeix quan les proteïnes no es pleguen correctament.

L’art del plegament

L’origami és l’art japonès del plegament del paper. Aquesta delicada tècnica permet crear des de figures molt bàsiques a peces absolutament complexes, amb la premissa de realitzar-les tan sols doblegant paper, sense tallar-lo ni enganxar-lo. La seva precisió, el seu detall i la minuciositat del doblec fan possible que la creació acabi resultant un exemple de destresa i perfecció. Tan sols un bon plegament permetrà la realització correcte de la peça, la culminació d’un treball minuciós que plasmarà la bellesa del doblec.

L’origami modela el medi que ens envolta i en el qual vivim: flora, fauna, vida urbana, etc.. i, a l’igual que passa en malalties humanes o bé en la fotosíntesi de les plantes, un mal plegament impossibilita que la creació sigui perfecte.

origami-1308378_960_720

 

 

 

 

 

 

Les conseqüències d’un mal plegament

Les plantes i els animals també fan feines de “plegament”. Per tal de poder dur a terme la seva funció biològica, les proteïnes han de poder plegar-se correctament, sinó es creen “grumolls” de proteïna que acaben generant la mort de les cèl·lules. Si una proteïna no es plega correctament, no podrà desenvolupar la seva funció. Quan això passa, les proteïnes mal plegades s’han d’eliminar o reparar ja que sinó poden agrupar-se i formar agregats tòxics.

En el cas dels humans hi ha diferents malalties del sistema nerviós com el Parkinson o l’Alzheimer que estan associades a un mateix problema: la pèrdua de la capacitat de les cèl·lules nervioses per a plegar correctament les seves proteïnes.

Així mateix, en les plantes passa el mateix: una situació d’estrès, com podria ser un augment de la temperatura, pot provocar errors en el plegament de les proteïnes que acaba desembocant en agregats tòxics.

Un equip de científics liderat per Manuel Rodríguez-Concepción, investigador del CSIC al Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG), ha demostrat que en condicions normals els cloroplasts, els compartiments on te lloc la fotosíntesi, es desfan de les proteïnes defectuoses mitjançant una maquinària molecular anomenada proteasa Clp.

Així i tot, a vegades aquesta “maquinària” queda saturada i es necessiten reforços, per la qual cosa els cloroplasts generen un senyal d’auxili que viatja fins el nucli de la cèl·lula per a activar la producció d’unes proteïnes reparadores anomenades xaperones, que s’encarreguen de desfer els “grumolls” de proteïnes i permeten que aquestes puguin tornar-se a plegar de forma correcte.

Help Signal Drawing

Imatge cedida pel CRAGC sobre el senyal d’auxili dels cloroplasts

 

L’estudi del CRAG ha estat realitzat amb la planta model Arabidopsis thaliana i el que ha descobert és un nou gen, anomenat HsfA2, que resulta clau per activar la síntesi de les xaperones i així poder rescatar la cèl·lula dels efectes tòxics que es produeixen quan s’acumulen proteïnes mal plegades.

“La ruta de senyalització que va dels cloroplasts al nucli encén un interruptor molecular anomenat HsfA2. Aquest gen “interruptor” també s’activa quan un cop de calor provoca problemes de plegament de proteïnes a altres compartiments cel·lulars”, explica Ernesto Llamas, primer firmant del treball.

 

El futur de la recerca en malalties humanes del sistema nerviós

Aquesta investigació permet un avenç en l’adaptació de les plantes en un context complicat de canvi climàtic ja que aquest gen també s’activa en situacions meteorològiques adverses com un cop de calor, segons explica Llamas.

Però no només hi ha beneficis en les plantes, sinó que aquesta descoberta podria ajudar també a entendre les malalties  humanes del sistema nerviós ja que , a l’igual que passa en el cas de les plantes, també estan associades a un plegament defectuós de les proteïnes.

Com en la creació d’una peça d’origami, el plegament correcte permetrà que aquell tros de paper sense vida es converteixi en una bella i perfecte figura. Cal estudis com aquests per començar a avançar en solucions per aquelles malalties que sorgeixen per culpa d’un mal plegament. Com en qualsevol composició, només l’encaix de les peces de forma correcte i harmònica possibilitarà que assolim una creació perfecte.

 

—————————————-

Article de referència:

Llamas E, Pulido P, Rodriguez-Concepcion M (2017) Interference with plastome gene expression and Clp protease activity in Arabidopsis triggers a chloroplast unfolded protein response to restore protein homeostasis .

PLOS Genetics 13(9): e1007022. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1007022

 

Leave a Comment

Your email address will not be published.

*