Identificado actor clave en el metabolismo celular

Microscopía de las células madre germinales (verde brillante) del ovario de Drosophila de las moscas que carecen de EXD2. (Travis Stracker, IRB)
IRB Barcelona | miércoles, 17 de enero de 2018

Investigadores del IRB Barcelona han identificado a EXD2 como un actor clave en la producción de proteínas en las mitocondrias, los orgánulos celulares responsables de la mayoría de la generación de energía.

Travis H. Stracker, jefe del laboratorio en el IRB, ha explicado que "se ha proporcionado una amplia evidencia de que EXD2 es una proteína mitocondrial y que su función principal es facilitar la producción de proteínas en las mitocondrias". Este trabajo desafía la interpretación de estudios previos que sugerían que EXD2 realiza una función de reparación de ADN en el núcleo. “Sin embargo, en este momento no podemos descartar otras posibles funciones”, añadió Stracker.

Publicado en Nature Cell Biology, el estudio presenta los resultados desde un enfoque multidisciplinario colaborativo, utilizando proteómica de última generación, metabolómica, bioquímica, biología celular y el desarrollo de la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, para identificar la función de EXD2.

Limpiando el proceso de producción de energía

Los científicos han detectado que EXD2 interactúa principalmente con el ribosoma mitocondrial (o mitorribosoma), la máquina celular requerida para la producción de proteínas en las mitocondrias.

“EXD2 actúa sobre el ARN mensajero para mantener el mitorribosoma ‘limpio’ hasta que esté maduro y listo para generar proteínas. En ausencia de EXD2, las células son muy defectuosas en la producción de proteína mitocondrial”, señala Joana Silva, primera autora del estudio. El rol de EXD2 en el mitorribosoma es crucial para suprimir la generación de Especies Reactivas de Oxígeno (ROS por sus siglas en inglés), que pueden surgir debido a defectos mitocondriales, y para favorecer el desarrollo normal en Drosophila. Las moscas que carecían de EXD2 mostraron un incremento en los niveles de ROS, retraso en el desarrollo y fertilidad reducida.

“Los resultados destacan la complejidad de la producción de proteínas mitocondriales y demuestran que muchos niveles de regulación aún no se han dilucidado", añadió Stracker.

Posible objetivo para los trastornos metabólicos y la terapia de cáncer

Estos estudios pueden tener implicaciones en la comprensión y el tratamiento de trastornos metabólicos como la diabetes y el cáncer. En concreto en el cáncer, en los últimos años, se ha destacado la importancia de la generación de energía por parte de la mitocondria en los tumores y la inhibición de la producción de proteínas ha sido propuesta por muchos grupos como una diana terapéutica.

Como EXD2 es una enzima necesaria para la traducción mitocondrial, es posible que su bloqueo tenga efectos antitumorales, algo que se evaluará en experimentos futuros.

Este estudio fue apoyado por el Ministerio de Economía, Industria y Competencia (MINECO), así como por la Sociedad Cultural Finlandesa y la Fundación para la Ciencia y la Tecnología que financió la tesis de los dos primeros autores. Fue realizado en colaboración con otros laboratorios que hicieron contribuciones importantes, incluyendo Aidan Doherty en la Universidad de Toronto y Andreu Casali y Lluís Ribas de Pouplana en el IRB Barcelona.

Plataforma Metabolómica

La Plataforma de Metabolómica es un equipamiento compartido creado por la Universitat Rovira i Virgili de Tarragona y el CIBERDEM. Asimismo, forma parte del Instituto de Investigación Sanitaria Pere Virgili (IISPV). La plataforma ofrece servicios de asistencia en el diseño de los experimentos, análisis químico (medida de metabolitos en biofluidos humanos y animales mediante RMN de alta resolución) y análisis de resultados en estudios poblacionales. Consta de equipamiento de plataformas analíticas basadas en resonancia magnética nuclear (RMN) y en espectrometría de masas (MS).

Artículo de referencia

"EXD2 governs germ stem cell homeostasis and lifespan by promoting mitoribosome integrity and translation" Joana Silva, Suvi Aivio, Philip A. Knobel, Laura J. Bailey, Andreu Casali, Maria Vinaixa, Isabel Garcia-Cao, Étienne Coyaud, Alexis A. Jourdain, Pablo Perez-Ferreros, Ana M. Rojas, Albert Antolin-Fontes, Sara Samino-Gené, Brian Raught, Acaimo González-Reyes, Lluis Ribas de Pouplana, Aidan J. Doherty, Oscar Yanes and Travis H. Stracker. Nature Cell Biology (2018) https://dx.doi.org/10.1038/s41556-017-0016-9