La proteína Tweek y su destacada función en las células nerviosas

Invitat 01/08/09, 02:04 am

Fecha: 2009-07-30

Se ha resuelto el misterio que entrañaba el mecanismo de transmisión de información por parte de las neuronas. Investigadores belgas y estadounidenses financiados con fondos comunitarios afirman que, aunque el reciclaje sea importante para la transmisión de las señales nerviosas, la pieza fundamental es la proteína Tweek. Los hallazgos de su investigación se han publicado en la revista Neuron.

A lo largo de los años y gracias a métodos innovadores de cribado genético y biológico, se ha ido descubriendo una serie de proteínas activas en procesos celulares, como por ejemplo el reciclado vesicular. En este estudio, financiado en parte por una beca de excelencia Marie Curie de la UE, se ha logrado descubrir información adicional sobre un tema de por sí complejo.

Las señales nerviosas se transmiten desde una célula nerviosa a otra a través de unas estructuras denominadas sinapsis situadas en el extremo de la neurona. En ese punto, las vesículas sinápticas, estructuras semejantes a pequeñas burbujas, transportan sustancias químicas denominadas neurotransmisores a la sinapsis. A continuación, las vesículas se unen a la membrana celular en un proceso denominado exocitosis.

Las células nerviosas se apropian del trozo añadido de membrana, lo introducen en la célula (proceso denominado endocitosis) y lo reciclan.

Pero lo que en realidad inicia el reciclado de la vesícula sináptica es la proteína Tweek. Esta proteína, cuyo nombre hace referencia al personaje de la serie de animación South Park Tweek Tweak, un niño ansioso e hiperactivo que bebe demasiado café, ya ha sido identificada y caracterizada.

«La proteína Tweek es necesaria para mantener en niveles normales el reciclado de la vesícula sináptica y varía los niveles de lípidos fosfoinositidos», indican los autores en el artículo. «Nuestros datos sugieren que la proteína Tweek es capaz de regular el reciclado de la vesícula sináptica, al menos en parte, al modificar los niveles o disponibilidad de PI(4,5)P2 [fosfatidilinositol 4,5 bifosfato] en la sinapsis.»

Según Hugo Bellen, profesor de Genética Humana y Molecular de la Universidad de Medicina Baylor (BMC, Estados Unidos) y autor con más experiencia del estudio, las moscas de la fruta que carecen de la proteína Tweek se agitan de modo hiperactivo. «La pérdida de esta proteína causa problemas endocíticos», afirmó.

Los investigadores implicados descubrieron que las células que carecían de proteínas Tweek también presentaban niveles bajos de PI(4,5)P2, el cual se concentra en la membrana plasmática de la mayoría de las células. La manipulación de la actividad celular para aumentar los niveles de PI(4,5)P2 ayudaba a eliminar el defecto en la endocitosis de las vesículas.

El equipo llevó a cabo cribados genéticos con el fin de identificar proteínas que tuvieran efecto en la plasticidad y transmisión sinápticas en moscas de la fruta portadoras de mutaciones aleatorias inducidas químicamente.

Este estudio reveló que al introducir la proteína Tweek en neuronas mutantes que carecían del gen para crearlas por sí mismas, los defectos endocíticos se corregían. Según los investigadores, la mayoría de las especies poseen dicha proteína, pero localizarla no es sencillo porque la célula la produce en cantidades mínimas.

«Concluimos que la proteína Tweek asegura la existencia de una cantidad suficiente de PI(4,5)P2 para que se puedan atraer otras proteínas a la zona endocítica», afirmó el profesor Bellen.

También participaron en el estudio investigadores del Instituto de Biotecnología de Flandes (VIB, Bélgica), la Universidad Católica de Lovaina (K.U. Leuven, Bélgica) y la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale (Estados Unidos).

Para más información, consulte:

Neuron:
http://www.cell.com/neuron/