Descobreixen un mecanisme cel·lular que regula la síntesi de proteïnes en situacions d’estrès
19/09/2018
Els diferents gens dins del genoma han de ser expressats a nivells precisos i en el moment exacte per tal de mantenir el complex equilibri que regula l’activitat de les cèl·lules. L’ARN missatger (mRNA) transmet la informació genètica codificada en l’ADN fins als ribosomes, on se sintetitzen les proteïnes mitjançant la unió d’aminoàcids. Aquests aminoàcids són aportats per fragments d’ARN de transferència (tRNA), que descodifiquen la informació continguda en els codons del mRNA (els grups de tres bases que codifiquen cada aminoàcid), per tal d’encadenar-los en l’ordre correcte i sintetitzar així cada proteïna.
El treball liderat pels investigadors Marc Torrent, del Departament de Bioquímica i de Biologia Molecular de la Universitat Autònoma de Barcelona, i Madan Babu, del Medical Research Council de Cambridge (Regne Unit), descriu per primer cop un mecanisme que utilitzen les cèl·lules per optimitzar la producció de proteïnes en situacions d’estrès, mitjançant l’alteració de l’abundància del tRNA.
La recerca, desenvolupada en el llevat Saccharomyces cerevisae, suggereix que aquells mRNAs que codifiquen per proteïnes necessàries en condicions d’estrès prefereixen un conjunt diferent de codons, fet que es correlaciona amb els canvis que es produeixen en l’abundància relativa dels diferents tRNAs.
Aquestes observacions suggereixen que la cèl·lula és capaç de regular l'abundància dels diferents tRNAs per ajustar el nivell d'expressió de les proteïnes durant l'adaptació a les noves condicions. D’aquesta manera, el canvi en l'abundància dels diferents tRNAs és un mecanisme de regulació independent que permet modificar de manera selectiva les taxes de traducció i, per tant, augmentar o disminuir l'abundància relativa de les proteïnes requerides en condicions d'estrès diverses.
Aquestes observacions tenen implicacions molt destacades. D'una banda, el mecanisme de regulació és important perquè l'alteració de l'abundància del tRNA podria provocar diverses disfuncions cel·lulars. Per exemple, una desregulació en els nivells de tRNA podria promoure una progressió anòmala del cicle cel·lular, donant lloc a malalties proliferatives com el càncer. De fet, ja s’havia observat en altres treballs que la sobreexpressió de l’ARN de transferència tRNAiMet i Brf1, un factor de transcripció del complex RNA polimerasa III, provoca la formació de tumors in vivo. D'altra banda, el tRNA també s'ha relacionat amb l'apoptosi, la mort cel·lular programada que frena la proliferació tumoral. S'ha demostrat que el tRNA pot unir-se a al citocrom c impedint l'activació de caspases, els enzims mediadors dels processos d’apoptosi. Per tant, els nivells de tRNA a la cèl·lula també podrien tenir un paper rellevant en la capacitat de resposta cel·lular als estímuls apoptòtics relacionats amb la proliferació de tumors.
Article de recerca:
Marc Torrent, Guilhem Chalancon, Natalia S. de Groot, Arthur Wuster & M. Madan Babu, Cells alter their tRNA abundance to selectively regulate protein synthesis during stress conditions, Science Signaling, Vol 11, Issue 546. DOI: 10.1126/scisignal.aat6409 (http://stke.sciencemag.org/content/11/546/eaat6409)