Los científicos identifican nuevas moléculas importantes para la visión y la función cerebral

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En un par de estudios relacionados, los científicos de la universidad de la Florida, del Instituto Scripps de Investigación han identificado varias proteínas que ayudan a regular la respuesta de las células a la luz y el desarrollo de la ceguera nocturna, una rara enfermedad que anula la capacidad de ver con poca luz.

En los nuevos estudios, publicados recientemente en los Proceedings revistas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) y The Journal of Cell Biology, los científicos del Instituto Scripps de Florida fueron capaces de demostrar que una familia de proteínas conocidas como regulador de la proteína G de señalización (RGS), las proteínas juega un papel esencial en la visión en un ambiente de luz tenue.

“Estábamos buscando en los mecanismos fundamentales que dan forma a nuestra sensación de luz”, dijo Kirill Martemyanov, profesor de Investigación Scripps. “En el proceso, hemos descubierto un par de moléculas que son indispensables para nuestra visión y, posiblemente, juegan un papel crítico en el cerebro.”

En el estudio de PNAS, Martemyanov y sus colegas identificaron un par de proteínas conocidas como regulador RGS7 RGS11 y que están presentes específicamente en las neuronas de relevo principal de la retina, llamada las células ON bipolares. “Las células bipolares ON tienen un vínculo de unión entre la retina a la luz de los detectores de los fotorreceptores y las neuronas que envían información visual al cerebro”, explicó Martemyanov. “La estimulación con luz excita estas neuronas mediante la apertura del canal que se mantiene normalmente cerrado por las proteínas G en la oscuridad. RGS7 y RGS11 facilitar la inactivación proteína G, promoviendo así la apertura del canal y permitiendo que las células de ON-bipolares para transmitir el señal luminosa. Realmente se necesita un esfuerzo combinado de dos proteínas RGS para ayudar a la luz de superar la barrera para la propagación de la excitación que hace que nuestra visión oscura posible”.

En el Diario de estudio de Biología Celular, Martemyanov y sus colegas han desentrañado otro aspecto clave de la respuesta reguladora RGS7/RGS11, ya que identificaron un par hasta ahora desconocido de huérfanos acoplados a proteínas G receptores (GPCR) que interactúan con estas proteínas RGS y dictan su diversidad biológica función.

GPCRs son una gran familia de más de 700 proteínas, que se ubican en la membrana celular y las moléculas de los sentidos diferentes fuera de la célula, incluyendo los olores, las hormonas, los neurotransmisores, y la luz. Después de la unión de estas moléculas, GPCRs desencadenar la respuesta apropiada dentro de la célula. Sin embargo, para muchos GPCRs las moléculas de activación aún no han sido identificados y se les llama “huérfanos” receptores.

El grupo Martemyanov ha encontrado que los dos huérfanos GPCRs-GPR158 y GPR179 recluta proteínas RGS y ayudar así a servir como freno para la señalización de GPCR convencional en lugar de desempeñar una función activa de señalización.

En el caso de la retina de ON-bipolares células, GPR179 se requiere para la correcta localización de RGS7 y RGS11. Su mala focalización en modelos animales que carecen de GPR179 o en pacientes humanos con mutaciones en el gen GPR179 pueden dar cuenta de su ceguera nocturna, según el nuevo estudio. Curiosamente, en el cerebro GPR158 parece jugar un papel similar en la localización de las proteínas RGS, pero en lugar de contribuir a la visión, ayuda a las proteínas, un GPCRs que los efectos placenteros y mediaRGS regulan el receptor opioide.

“Estamos realmente en el principio de desentrañar esta nueva biología y la comprensión del papel de los huérfanos GPR158/179 descubiertos en la regulación de los neurotransmisores de señalización en el cerebro y la retina”, dijo Martemyanov. “La esperanza es que una mejor comprensión de estas nuevas moléculas conducirá al diseño de mejores tratamientos para los trastornos adictivos, el dolor y la ceguera.”

Fuente: Medical Xpress