Un equipo de investigadores del grupo Tanenbaum en el Instituto Hubrecht ha desarrollado una nueva técnica de microscopía que permite observar cómo funcionan los ribosomas en las células. Con este método, los científicos pueden monitorizar ribosomas individuales mientras convierten el ARNm en proteínas, un proceso fundamental para la vida celular.
Los hallazgos, que han sido publicados en la revista Cell, revelan que los ribosomas pueden colaborar entre sí cuando se enfrentan a secciones difíciles del ARNm, un fenómeno que los investigadores han denominado «cooperatividad ribosómica». Esta nueva técnica y los descubrimientos derivados de ella ofrecen a otros investigadores una herramienta valiosa para profundizar en el estudio de la traducción del ARNm y la síntesis proteica.
Observando a los ribosomas en acción
Maximilian Madern, uno de los principales autores del estudio, explica: «A veces, el ARNm contiene secciones que son difíciles de traducir en proteínas. Aún no comprendemos completamente cómo los ribosomas manejan estas secciones complicadas». Este nuevo enfoque de imagen permite a los investigadores seguir el trabajo de un ribosoma individual a lo largo del tiempo durante el proceso de traducción del ARNm.
Utilizando esta técnica, el equipo ha obtenido nuevos conocimientos sobre el funcionamiento de los ribosomas. «Observamos que los ribosomas individuales se mueven a velocidades ligeramente diferentes y, a veces, se detienen durante periodos prolongados», añade Sora Yang, la segunda autora principal del estudio. Estas diferencias en la velocidad pueden provocar colisiones entre ribosomas, lo que ralentiza la producción de proteínas.
Yang señala que «detectar estas diferencias de velocidad fue un reto». Para ello, colaboraron con el grupo de científicos computacionales liderado por Marianne Bauer en el Departamento de Bionanociencia de la TU Delft. Gracias a su experiencia, pudieron demostrar que los ribosomas efectivamente operan a distintas velocidades.
Colisiones y su impacto en la síntesis proteica
El equipo también hizo un hallazgo importante sobre las colisiones entre ribosomas, que pueden ocurrir cuando un ribosoma se encuentra con otro debido a un segmento de ARN complicado o a diferencias en la velocidad. «Descubrimos que las colisiones breves no activan de inmediato los mecanismos de control de calidad de la célula», afirma Madern. «Normalmente, estos mecanismos eliminarían los ribosomas que colisionan, pero solo se activan si la colisión dura varios minutos».
Contrario a lo que se pensaba anteriormente, los investigadores encontraron que estas colisiones temporales pueden ser beneficiosas. Los ribosomas parecen ayudarse mutuamente a navegar por las secciones problemáticas del ARNm, lo que promueve la producción continua de proteínas. «Esto permite que los ribosomas soporten breves colisiones en secciones problemáticas del ARN, facilitando así la síntesis proteica», explica Madern.
La nueva tecnología proporciona a los investigadores la capacidad de entender mejor el comportamiento de los ribosomas a nivel individual. Al desentrañar las dinámicas de la traducción del ARNm, los científicos pueden obtener una comprensión más profunda de los procesos celulares y del papel de la síntesis proteica en la salud y la enfermedad.
Más información: Long-term imaging of individual ribosomes reveals ribosome cooperativity in mRNA translation, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.016. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00045-5
