Investigadores del Instituto Max Planck de Bioquímica (MPIB) han desarrollado una innovadora tecnología llamada UbiREAD, destinada a descifrar el complejo código de ubiquitina que regula la degradación de proteínas en las células. Publicado en la revista Molecular Cell, este avance promete ofrecer nuevas perspectivas sobre cómo las células manejan las proteínas dañadas o no deseadas, un proceso crítico para la salud celular y la prevención de enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y ciertos tipos de cáncer.
La ubiquitina es una pequeña proteína que actúa como una etiqueta molecular, señalando a otras proteínas para su degradación. Este proceso de degradación es esencial, ya que las proteínas son los componentes fundamentales de la vida celular, manteniendo la estructura y función de las células. Cuando una proteína se vuelve obsoleta o se pliega incorrectamente, puede resultar perjudicial para la célula y, en consecuencia, para el organismo.
El primer autor del estudio, Leo Kiss, explica que el código de ubiquitina es intrigante por su complejidad. La unión de una molécula de ubiquitina a otra puede realizarse de hasta ocho maneras diferentes y estas uniones pueden repetirse, creando cadenas de diferentes longitudes. Además, estas cadenas pueden ramificarse, lo que aumenta aún más la complejidad del código que rige la degradación de proteínas.
Tecnología UbiREAD
Con el objetivo de desentrañar este enigma, Kiss y su equipo han diseñado UbiREAD (Evaluación del Reportero Ubiquitinado Después de la Entrega Intracelular). Esta metodología permite a los científicos etiquetar proteínas fluorescentes con códigos de ubiquitina específicos y rastrear su degradación dentro de las células. Al medir la intensidad de la fluorescencia, que está correlacionada con la cantidad de proteína, los investigadores pueden determinar si la proteína permanece intacta o ha sido degradada.
Los resultados obtenidos con UbiREAD revelan que la degradación intracelular de proteínas es más rápida que en un entorno controlado, como un tubo de ensayo con maquinaria de degradación purificada. De hecho, se ha observado que la mitad de la proteína etiquetada puede degradarse en solo un minuto en un entorno celular. Asimismo, se ha establecido que las proteínas etiquetadas con una cadena de ubiquitina específica, denominada K48, son degradadas rápidamente, mientras que las etiquetadas con K63 tienden a perder su etiqueta sin ser recicladas.
Este avance en la investigación sobre la ubiquitina no solo proporciona una herramienta valiosa para entender la degradación de proteínas en su contexto celular nativo, sino que también abre la puerta a futuras investigaciones sobre el sistema de ubiquitina. Brenda Schulman, directora del MPIB, subraya la importancia de estudiar las cadenas de ubiquitina y sus funciones en este entorno, destacando que UbiREAD es una herramienta versátil para el análisis de la degradación intracelular de proteínas.
El desarrollo de UbiREAD representa un paso significativo hacia la comprensión de los mecanismos que subyacen a la degradación de proteínas, lo que podría tener implicaciones importantes en el tratamiento de diversas enfermedades relacionadas con la acumulación de proteínas dañadas o mal plegadas en el organismo.
