07- Visualización de los complejos hierro-azufre en células vivas mediante escisión de una proteína fluorescente.

Domingo 03 de Enero de 2010.

Prof. Silberg.

Resumen de M. Luz González Casas (copiado de BabelFAmily, y enviado a la lista de correos HispAtaxia).

Científicos de Rice University descubren que escindiendo una determinada proteína fluorescente y usándola como sistema de rastreo sirve para analizar el funcionamiento de las células, en particular en lo referente a los compuestos hierro-azufre.

Hierro y azufre en su justa cantidad resultan vitales para una buena salud en nuestro organismo. Pero su exceso o defecto pueden causar serios problemas. Los complejos hierro-azufre son moléculas de cuatro átomos. Son manufacturados y regulados por proteínas en las células vivas. El estudio de su función es un campo de investigación muy reciente para avanzar en el conocimiento de patologías como la ataxia de Friedreich, anemia sideroblástica y miopatía, enfermedades causadas por déficit de proteínas. Pero hasta ahora no era posible observar estos compuestos en células vivas.

Jonathan Silberg, profesor adjunto de bioquímica y biología celular en Rice, lleva años estudiando los misterios de estas moléculas. Silberg y su equipo acaban de publicar los resultados de su trabajo en la edición de diciembre de “ Chemistry & Biology. En este trabajo describen al detalle una nueva técnica que permite visionar estos compuestos, uniéndolos a fragmentos fluorescentes de proteínas con la ayuda de un elemento intermediario.

Este elemento intermediario es una proteína humana llamada GRX2, una glutaredoxina que ayuda a las células a manejar el daño oxidativo en otras proteínas. En tubos de ensayo es posible desconectarla asociándola a un complejo hierro-azufre. El equipo ya había demostrado que la proteína GRX2 no pierde su capacidad de unirse a los complejos hierro-azufre cuando se la etiqueta con una proteína verde fluorescente.

Al adherirle a los monómeros de GRX2 fragmentos de una proteína amarilla fluorescente llamada Venus se consigue perfeccionar esta técnica. Cuando estos monómeros así etiquetados se inyectan en células vivas, buscan y usan los compuestos hierro-azufre a modo de puente, enlazándose unos con otros. De esta forma, los fragmentos de Venus se agrupan lo suficiente para iluminar el proceso y poder verlo al microscopio.

Estas proteínas a medida pueden usarse para analizar si existen en las células irregularidades en las que se ven afectados los complejos hierro-azufre. Es un método de gran potencial para poder encontrar tratamientos para la enfermedad. Según Silberg, el hierro y el azufre son dos elementos que están presentes en la tierra incluso antes de existir el oxígeno. Cuando se desarrolló la vida, la atmósfera era anaeróbica, pero abundaban el hierro y el azufre. Estos compuestos metálicos se forman con gran facilidad; es fácil imaginar que si los procesos químicos son simples y las moléculas están disponibles, las proteínas evolucionan implicando a los compuestos hierro-azufre en gran medida.

Después se desarrollaron los organismos fotosintéticos y comenzaron a producir oxígeno. El hierro se oxida fácilmente, por eso los organismos aeróbicos desarrollan este mecanismo para protegerse y repararse. Este es el mecanismo objeto de este estudio.

Medir estos compuestos en células vivas supone un avance de gran interés para la American Heart Association (Asociación estadounidense del corazón), cofinanciadora de este estudio. Según Silberg, “esta organización está interesada en el estudio de la ataxia de Friedreich (una patología que puede desarrollar cardiopatías), pero también quieren saber si podemos perfeccionar métodos para visualizar otras proteínas con complejos metálicos".

"En este trabajo hemos hallado la respuesta a una pregunta fundamental desde el punto de vista biológico--que las glutaredoxinas se asocian usando complejos metálicos in vivo. Jamás se había probado esto en células humanas vivas” Según los autores del estudio, es prioritario perfeccionar las herramientas, pero a la larga, mediante esta tecnología se podrán estudiar las raíces del envejecimiento mismo. El hierro resulta tóxico para el organismo si no se canaliza de forma eficaz, y puesto que la oxidación es un proceso clave en el envejecimiento, todos los estudios al respecto suscitan gran interés. ¿Envejecen las personas más rápidamente dependiendo de diferencias en el ensamblaje de los compuestos hierro-azufre? Es una pregunta muy interesante, pero harán falta décadas para saber la respuesta. ¿Cómo afectarán al proceso de envejecimiento esas sutiles diferencias en el mecanismo del estrés oxidativo?.

Autores del estudio: Silberg, Ryan McGuire , Kevin Hoff, Peter Nguyen, Stephanie Culler,and Christina Smolke.

Financiado por: The American Heart Association, Friedreich's Ataxia Research Alliance, y Robert A. Welch Foundation.

Leer más (artículo en inglés):
http://www.nanowerk.com/news/newsid=14176.php