Un ribosoma (centro) que produce una proteína (roja) del ARNm. Los hilos morados oscuros representan ARN de transferencia, que también están involucrados en la producción de proteínas.
Es posible que hayamos descubierto una causa fundamental de celular envejecimiento Eso subyace en muchos otros procesos de envejecimiento en las células.
Un estudio de los cerebros de los peces de agua dulce llamado Killifish ha demostrado que, a medida que envejecen, las fábricas de fabricación de proteínas en las células comienzan a atastar mientras hacen una clase clave de proteínas, lo que provoca un círculo vicioso de declive.
El descubrimiento podría conducir a nuevas formas de abordar el envejecimiento del cerebro, dice Alessandro Cellerino en el Instituto Leibniz sobre Envejecimiento en Alemania. “En su mayoría estamos hablando de mejorar la cognición o prevenir la decadencia cognitiva, en lugar de aumentar la vida útil”, dice.
Las recetas para hacer proteínas se almacenan en ADN en nuestras células. Cuando se necesita una proteína, las copias de estas recetas se transcriben en una especie de molécula llamada ARNm.
Las copias de ARNm se editan o se empaldenan, y se envían a fábricas de fabricación de proteínas llamadas ribosomas, que se unen a las moléculas de ARNm y se mueven a lo largo de ellas, leyendo los codones de tres letras y traducirlos en una secuencia de aminoácidos que componen la proteína.
Normalmente, cuantas más copias de ARNm hay, más de una proteína se produce. Pero un número creciente de estudios ha demostrado que, A medida que envejecen las células humanas, esta correlación se rompepor lo que la producción de una proteína puede disminuir a pesar de que no hay reducción en la cantidad de ARNm.
Cellerino y su equipo ahora pueden haber descubierto por qué esto sucede al estudiar ribosomas en el sesos de Killifish a medida que envejecen. Los investigadores utilizaron una técnica que les permitió tomar una instantánea de hasta dónde se había movido cada ribosoma a lo largo del ARNm que estaba obligado.
Lo que encontraron es que, a medida que envejece los cerebros de Killifish, había muchos más ribosomas unidos a los codones que especifican los aminoácidos arginina y lisina de lo que se esperaría por casualidad. Esto significa que los ribosomas se estancan en estos codones, deteniendo la producción antes de que se complete la proteína.
La arginina y la lisina son aminoácidos cargados positivamente que son abundantes en proteínas que se unen al ADN o ARNque se cargan negativamente. Esto significa que son estas proteínas de unión a ADN y ARN las que tienen más probabilidades de verse afectadas por el estancamiento.
Ese es un problema, porque estas proteínas llevan a cabo funciones clave, como hacer ARN, empalmar los ARN, reparar el daño del ADN, etc.
“Se sabe que con el envejecimiento, hay daño en el ADN, hay menos producción de ARN, hay menos empalme, hay menos producción de proteínas”, dice Cellerino. “Lo que sugerimos es que este fenómeno del estancamiento del ribosoma conecta todos estos distintivos diferentes del envejecimiento”.
Además, los ribosomas mismos contienen proteínas de unión a ARN, dice. “Por lo tanto, existe este círculo vicioso por el cual se detiene en los ARNm que codifican proteínas ribosómicas, lo que da como resultado una menor producción de ribosomas, lo que da como resultado menos síntesis de proteínas”.
La gran pregunta ahora es si el estancamiento ribosómico ocurre en los cerebros humanos. A principios de este año, Gene Yeo En la Universidad de California, San Diego demostró que las proteínas de unión a ARN se agotan en las neuronas humanas a medida que envejecen. En este sentido, sus hallazgos están de acuerdo con Cellerino, dice, pero la causa aún no está clara. “Estamos trabajando por qué se alteran las proteínas de unión a ARN”.
Si los hallazgos se aplican a las personas, podría conducir a nuevos tratamientos para las afecciones cerebrales relacionadas con la edad. En Killifish, el estancamiento de los ribosomas también desencadena una señal de alarma que produce una respuesta inflamatoria. “La activación constante de esta vía causa inflamación crónica”, dice Cellerino. “La inflamación crónica es un factor muy importante en el envejecimiento, especialmente en el cerebro”.
Hay fármacos experimentales que pueden bloquear esta vía de señalización y, por lo tanto, podría ayudar a evitar tales condicionesdice Cellerino.
“Pero para la vida útil, es demasiado pronto para decir algo”, dice. Esto se debe a que aún no se entiende la razón por la cual los ribosomas comienzan a detenerse en ciertos aminoácidos, y tampoco está claro si el mismo proceso de estancamiento ocurre en todos los órganos.
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