• Català
  • English
  • Español

Cercar Notícies

2019 | 2018 | 2017 | 2016 | 2015 | 2014 | 2013 | 2012 | 2011 | 2010
23 oct. 2017

Notícies: Descobert en plantes un mecanisme que corregeix defectes a les proteïnes com els que causen l’alzheimer i el parkinson en humans.

 

  • El plegament defectuós de proteïnes causa malalties del sistema nerviós en humans i dificulta el correcte funcionament dels cloroplasts a les plantes. 
  • L’agregació de proteïnes mal plegades als cloroplasts emet un senyal d’auxili per a reparar-les en poques hores. 
  • Aquest nou mecanisme descrit utilitza components moleculars que també protegeixen les plantes davant l’excés de calor.

 

Bellaterra (Barcelona), 23 d’octubre de 2017.

 

Diferents malalties humanes del sistema nerviós, com l’esclerosi lateral amiotròfica (ELA), la corea de Huntington, la síndrome de Parkinson o la malaltia d’Alzheimer, estan associades a un mateix trastorn bàsic: la pèrdua de la capacitat de les cèl·lules nervioses per a plegar correctament les seves proteïnes, cosa que provoca la seva agregació tot formant “grumolls” de proteïna que acaben generant la mort de les cèl·lules.

 

Les plantes, com els animals, també utilitzen proteïnes per a dur a terme les funcions que les mantenen vives. La composició de les proteïnes està determinada per la informació present al DNA de la cèl·lula, però, per tal d’exercir la seva funció biològica, les proteïnes també s’han de plegar tridimensionalment. Si una proteïna no es plega correctament, no serà capaç de complir la seva funció. Les situacions d’estrès, com un augment sobtat de la temperatura, provoquen errors en el plegament, de manera que es generen proteïnes mal plegades que s’han d’eliminar o reparar ja que, en cas contrari, poden agrupar-se i formar agregats tòxics.

 

Els cloroplasts són els compartiments on té lloc la fotosíntesi a les cèl·lules vegetals. A més, són els encarregats de produir molts dels nutrients que permeten el creixement de les plantes i dels animals que les ingereixen. Aquesta tasca la realitzen les proteïnes, algunes de les quals són molt propenses a plegar-se malament i a agregar-se, fet que les porta a perdre la seva funció.

 

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 es desfan d’aquestes proteïnes defectuoses degradant-les mitjançant una maquinària molecular anomenada proteasa Clp. No obstant això, quan l’acumulació de proteïnes agregades supera la capacitat de la proteasa Clp per eliminar-les, 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. Les xaperones, al seu torn, són transportades als cloroplasts per a desfer els “grumolls” de proteïna i desplegar les proteïnes desagregades, tot afavorint que puguin tornar a plegar-se de manera correcta i recuperar així la seva funció al cap d’unes poques hores. Aquests mecanismes són similars als que funcionen en les nostres cèl·lules nervioses, quan es produeixen proteïnes mal plegades a les mitocòndries.

 

La investigació, realitzada amb la planta model Arabidopsis thaliana i publicada a la revista PLOS Genetics, ha descobert un gen clau –el HsfA2– per activar la síntesi de xaperones i així rescatar la cèl·lula dels efectes tòxics produïts per les acumulacions de 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.

 

Segons Pablo Pulido, el tercer component de l’equip responsable d’aquesta investigació, “conèixer com les plantes responen al repte que suposa que algunes de les seves proteïnes perdin la seva estructura i funció originals, convertint-se en potencialment perilloses, és fonamental per aconseguir una millor adaptació dels cultius a condicions ambientals adverses”. Aquest repte és particularment rellevant en l’actual context de canvi climàtic.

 

La investigació realitzada al CRAG també podria ajudar a entendre millor com s’inicien, es propaguen i s’agreugen les malalties del sistema nerviós associades a un plegament incorrecte de proteïnes. “La investigació bàsica, és a dir, aquella que aborda els processos del funcionament bàsic dels éssers vius, constitueix la base sobre la qual es construeix la investigació aplicada”, afirma Rodríguez-Concepción. En aquest sentit, el resultat de les seves investigacions amb plantes podria arribar a transferir-se a nous mètodes universals per a corregir el plegament erroni de les proteïnes i així impactar en la cerca de solucions per a malalties degeneratives que, avui en dia, romanen incurables.

 

Sobre el Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG)

El Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) és un centre que forma part del sistema CERCA de la Generalitat de Catalunya, i que es va establir com a consorci de quatre institucions: el Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), l’Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i la Universitat de Barcelona (UB). La recerca del CRAG s’estén des de la recerca bàsica en biologia molecular de plantes i animals de granja, a les aplicacions de tècniques moleculars per al cultiu d’espècies importants per a l’agricultura i la producció d’aliments en estreta col·laboració amb la indústria. El CRAG ha estat reconegut com a “Centro de Excelencia Severo Ochoa 2016-2019” pel Ministeri d’Economia, Indústria i Competitivitat.  

                                                           -----------------------------------

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

  

Per a més informació i entrevistes:

Departament de Comunicació

Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG)

+34 93 563 66 00 Ext 3033

+34 609 088 368

email: zoila.babotatcragenomica.es

 

Imatges:  

chloroplasts_microscopy.jpg

 

Cloroplasts de la planta Arabidopsis thaliana amb diferents nivells de proteïnes mal plegades i agregades. Els cloroplasts apareixen de color vermell i els agregats o “grumolls” de proteïnes com a taques de color verd.

Autors: Ernesto Llamas i Manuel Rodríguez-Concepción.

 

 

  

help_signal_drawing.jpg

 

Els cloroplasts amb agregacions de proteïnes mal plegades envien un senyal d’auxili al nucli de la cèl·lula, encenent un interruptor molecular al DNA que activarà la síntesi de xaperones.

Autor: Ernesto Llamas

 

 

 

  

 

 Les imatges es poden descarregar a:

https://drive.google.com/drive/folders/0B8ZrwbSR4y9TM1hUOXhZcU9qNDg?usp=sharing