El lenguaje molecular de las células

Las células han desarrollado redes moleculares complejas que les permiten sobrevivir y adaptarse a entornos diversos y difíciles. Las especies reactivas del oxígeno (ROS) y las reactivas del nitrógeno (RNS) actúan como moléculas de señalización de estímulos externos y emiten respuestas específicas.

ROS/RNS causan, principalmente, modificaciones proteicas postraduccionales como la nitrosilación, la formación de puentes disulfuros y la glutationilación que, a su vez, afectan a numerosos procesos celulares básicos. Probablemente, el patrón de modificaciones proteicas por redox constituye un lenguaje molecular que permite a la célula emitir una respuesta específica.

Para entender el funcionamiento de las vías de señalización redox, el equipo del proyecto REDOXDYNAMICS, financiado con fondos europeos, se propuso investigar las dinámicas cualitativas y temporales de las modificaciones postraduccionales por redox in vivo. Dado que las tiorredoxinas (TRX) y las glutarredoxinas intervienen en estas modificaciones, el trabajo se centró en estas dos enzimas.

Mediante técnicas proteómicas y de espectrometría de masas, se estudió el proteoma redox de Saccharomyces cerevisiae bajo diferentes condiciones de crecimiento fisiológico. Se identificaron más de mil proteínas como dianas de TRX con funciones en la degradación de proteínas, la traducción, la homeostasis redox o las respuestas al estrés. Cabe destacar que los resultados sugieren una asociación más estrecha entre el equilibrio redox y la autofagia (proceso por el cual las células eucariotas degradan material intracelular). Se logró describir el mecanismo de regulación redox de una proteína autofágica, lo que permitió conocer mejor ambos procesos.

Unos análisis similares realizados con organismos fotosintéticos como Chlamydomonas reinhardtii indicaron que la regulación redox controla diversos procesos fundamentales como el metabolismo del carbono. Los análisis comparativos de diferentes proteomas regulados mediante glutationilación y nitrosilación o TRX sugieren la presencia de una interconexión entre estas modificaciones.

En conjunto, el trabajo realizado en REDOXDYNAMICS para identificar las proteínas y las vías sujetas al control redox proporcionó información valiosa acerca de la regulación de la señalización celular. Dada la implicación de la señalización celular en la salud y la enfermedad, los resultados del estudio deberían resultar interesantes tanto para la investigación biomédica como básica.