08.09.2020 - Universität Wien

Autofagia: el principio del fin

Los científicos revelan los pasos clave en la formación de los centros de reciclaje de la célula

La autofagia, del griego "autocomida", es un proceso esencial que aísla y recicla los componentes celulares en condiciones de estrés o cuando los recursos son limitados. Cargas como proteínas mal plegadas u orgánulos dañados son capturados en un com-partimiento de doble membrana llamado el autofagosoma y son objeto de degradación. Una cuestión fundamental se refiere precisamente a cómo se forman estas "bolsas de basura" en la célula. Los científicos dirigidos por Sascha Martens de los Laboratorios Max Perutz, una empresa conjunta de la Universidad de Viena y la Universidad Médica de Viena, han reconstruido los primeros pasos en la formación de los autofagosomas. Muestran que pequeñas vesículas cargadas con la proteína Atg9 actúan como la semilla de la que surge el autofagosoma.

Los autofagosomas se forman primero como membranas en forma de copa en la célula, que luego crecen para engullir el material celular designado para la destrucción. La formación de estas membranas es catalizada por una compleja maquinaria de proteínas. "Conocemos muy bien los factores que intervienen en la formación de los autofagosomas", explica el líder del grupo Sascha Martens, "pero la forma en que se unen para iniciar la formación de estas membranas ha sido hasta ahora enigmática".

Uno de los factores es la Atg9, una proteína cuya importancia en el proceso era conocida, pero cuyo papel no estaba claro. La Atg9 se encuentra en pequeñas vesículas intracelulares. Los investigadores Justyna Sawa-Makarska, Verena Baumann y Nicolas Coudevylle del laboratorio de Martens muestran ahora que forman una plataforma en la que la maquinaria de la autofagia puede ensamblarse para construir el autofagosoma. "Las vesículas de Atg9 son abundantes en la célula, lo que significa que pueden ser reclutadas rápidamente cuando se necesitan los autofagosomas", explica el líder del grupo Sascha Martens.

Las células encapsulan la carga en vesículas, para que puedan ser transportadas y degradadas correctamente en un ambiente químico diferente al que se encuentra normalmente en las células. Los autofagosomas, por lo tanto, consisten en una doble membrana hecha de fosfolípidos. Esta envoltura grasienta crea un paquete impermeable que separa el material del entorno acuoso de la célula y lo marca para su degradación. Sin embargo, las vesículas de Atg9 no suministran la mayor parte de los lípidos al autofagosoma en crecimiento.

Para entender una maquinaria compleja como la célula, a menudo ayuda desmontarla y reconstruirla. La biogénesis del autofagosoma implica numerosas proteínas. Aislando y caracterizando 21 de estos componentes, los científicos han podido reconstruir partes de la maquinaria de la autofagia en el "tubo de ensayo", un proceso arduo que les llevó a Sascha Martens y a su equipo casi diez años. "Con este enfoque pudimos reconstruir los primeros pasos de la biogénesis del autofagia de una manera controlada", dice. Con el elaborado conjunto de herramientas que el laboratorio de Martens ha desarrollado, los científicos pretenden ahora desentrañar los siguientes pasos en la biogénesis del autofagosoma.

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