Cómeme: la señal celular de la muerte

Una señal de "cómeme" que se muestra en las superficies celulares requiere la activación de una proteína que codifica los lípidos mediante un fragmento de proteína nuclear.


Piezas recortadas de la proteína XRCC4 viajan fuera del núcleo hacia la membrana celular para activar las scramblases, encendiendo una señal de "cómeme" reconocida por los fagocitos. (© Mindy Takamiya / iCeMS de la Universidad de Kioto)

Científicos del Instituto de Ciencias Integradas del Material Celular (iCeMS) han revelado los mecanismos moleculares involucrados en la eliminación de células no deseadas en el cuerpo. Un fragmento de proteína nuclear liberado en el citoplasma activa una proteína de la membrana plasmática para mostrar un lípido en la superficie celular, lo que indica a otras células que se deshagan de él. Estos resultados fueron publicados en la revista Molecular Cell.


"Cada día, 10 mil millones de células mueren y son engullidas por células sanguíneas llamadas fagocitos. Si esto no sucediera, las células muertas explotarían, desencadenando una reacción autoinmune", explica el bioquímico de iCeMS Jun Suzuki, quien dirigió el estudio. "Es importante comprender cómo se eliminan las células muertas como parte del mantenimiento de nuestro cuerpo".


Los científicos ya saben que las células muertas muestran una señal de "cómeme" en su superficie que es reconocida por los fagocitos. Durante este proceso, los lípidos se invierten entre las partes interna y externa de la membrana celular a través de una variedad de proteínas llamadas "scramblases". Suzuki y su equipo ya han identificado varias de estas proteínas que alteran los lípidos, pero algunos de sus mecanismos de activación no han sido claros.


Para resolver esto, el equipo utilizó una serie de enfoques de detección para estudiar la proteína codificadora llamada Xkr4. El objetivo general era identificar los genes que están activos durante la muerte celular y acercarnos específicamente a Xkr4 y sus proteínas asociadas para comprender cómo interactúan.


"Descubrimos que un fragmento de proteína nuclear activa Xkr4 para mostrar la señal de 'cómeme' a los fagocitos", dice el biólogo celular de iCeMS Masahiro Maruoka, el primer autor del estudio.


Específicamente, los científicos encontraron que las señales de muerte celular conducen a una enzima que corta una proteína nuclear llamada XRCC4. Un fragmento de XRCC4 sale del núcleo, activando Xkr4, que forma un dímero: la unión de piezas idénticas en configuraciones. Tanto la unión de XRCC4 como la formación de dímeros son necesarias para que Xkr4 finalmente transfiera lípidos en la superficie celular para alertar a los fagocitos.


Xkr4 es solo una de las proteínas codificadoras. Otros se activan mucho más rápido durante la muerte celular . El equipo ahora quiere entender cuándo y por qué se activa específicamente la vía Xkr4. Dado que se expresa fuertemente en el cerebro, es probable que sea importante para la función cerebral . "Ahora estamos estudiando la eliminación de células o compartimentos no deseados en el cerebro para comprender mejor este proceso", dice Maruoka.



Más información: "Caspase cleavage releases a nuclear protein fragment that stimulates phospholipid scrambling at the plasma membrane". MasahiroMaruoka et al. Molecular Cell (2021). https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.02.025.


Nota original: Kyoto University iCeMS

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