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| Científicos del laboratorio Trimmer de la Facultad de Medicina de la UC Davis han descubierto que unos misteriosos grupos de proteínas que se encuentran en las neuronas son "puntos calientes" de señalización de calcio que activan la transcripción de genes, permitiendo a las neuronas producir proteínas cruciales. El descubrimiento puede ayudar a dar forma a nuevas investigaciones sobre el papel de los "puntos calientes" en la función cerebral y conducir potencialmente a nuevas clases de terapias. Crédito: UC Davis |
Un nuevo estudio ha revelado por fin cuáles son estas agrupaciones. El estudio de la Facultad de Medicina de la UC Davis ha demostrado que estos misteriosos grupos de proteínas son "puntos calientes" de señalización de calcio que activan la transcripción de genes.
La transcripción permite que partes del ADN de la neurona se "transcriban" en cadenas de ARN que luego se utilizan para crear las proteínas que necesita la célula.
Los científicos sabían que estos racimos están formados por una proteína que hace pasar los iones de potasio a través de las membranas. Además, estas agrupaciones tienen un tipo particular de canal de calcio que permite que el calcio penetre en las células. En el interior de las células, el calcio desencadena diversas respuestas fisiológicas según el tipo de célula.
La alteración de estos grupos puede provocar graves trastornos neurológicos. Pero la razón que hay detrás sigue sin estar clara.
Para determinar la función de los grupos neuronales, los científicos idearon un nuevo enfoque que les permitió desacoplar el canal de calcio de los grupos de canales de potasio en las neuronas.
Nicholas C. Vierra, autor principal del estudio, dijo: "Un hallazgo clave fue que este tratamiento bloqueó la expresión génica desencadenada por el calcio. Esto sugiere que la asociación canal de calcio-canal de potasio en estos grupos es importante para la función neuronal".
Los científicos engañaron a los canales de calcio de estas agrupaciones para su experimento inundando las neuronas con fragmentos de canales de potasio señuelo. Las neuronas se desprendieron de las agrupaciones cuando los canales de calcio se aferraron a los señuelos en lugar de a los verdaderos canales de potasio. Como resultado, el proceso conocido como acoplamiento de excitación-transcripción, que vincula los cambios en la actividad eléctrica neuronal con los cambios en la expresión génica, se inactivó.
Trimmer dijo: "Hay muchos canales de calcio diferentes, pero el tipo particular de canal de calcio que se encuentra en estos grupos es necesario para convertir los cambios en la actividad eléctrica en cambios en la expresión genética. Descubrimos que si se interfiere con las proteínas de señalización de calcio situadas en estos grupos inusuales, se elimina el acoplamiento de excitación-transcripción, que es fundamental para el aprendizaje, la memoria y otras formas de plasticidad neuronal".
Se espera que el estudio abra nuevas vías de investigación.
Según Vierra, "muchas investigaciones se han centrado en la señalización del calcio en las dendritas, los lugares donde las neuronas reciben señales de otras neuronas. La señalización del calcio en el cuerpo celular de las neuronas ha recibido menos atención. Ahora comprendemos mucho mejor la importancia de la señalización en estos sitios específicos del cuerpo celular de la neurona".
Trimmer dijo: "Estamos solo al principio de la comprensión de la importancia de esta señalización, pero estos nuevos resultados pueden proporcionar información que podría dar forma a nuevas investigaciones sobre su papel en la función cerebral, y tal vez eventualmente en el desarrollo de nuevas clases de terapias."
Fuentes, créditos y referencias:
Nicholas C. Vierra, Samantha C. O’Dwye et al. Regulation of neuronal excitation–transcription coupling by Kv2.1-induced clustering of somatic L-type Ca2+ channels at ER-PM junctions. DOI: 10.1073/pnas.2110094118