Investigadoras del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular/Instituto BioTEcMed, publican en la revista Journal of Cell Biology (JCB) un estudio sobre la proteína eIF5A, implicada en el cáncer y el envejecimiento.
Las investigadoras de la Universitat de València, Marina Barba-Aliaga, Vanessa Bernal y Paula Alepuz, en colaboración con el grupo del Dr. Brian Zid de la Universidad de California (UCLA), han publicado en el Journall of Cell Biology JCB, el artículo ‘eIF5A controls mitoprotein import by relieving ribosome stalling at TIM50 translocase mRNA’, que explica cómo esta proteína mantiene la respiración mitocondrial.
Las mitocondrias son los orgánulos capaces de producir la mayor parte de la energía que se consume en las células. Para ello necesitan importar continuamente más de 1000 proteínas diferentes que son codificadas por el genoma nuclear y que formarán parte de los complejos mitocondriales que llevan a cabo rutas metabólicas como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA) o la respiración mitocondrial. eIF5A es una proteína esencial en todos los eucariotas, conservada evolutivamente desde levadura hasta humanos, y que estudios recientes la relacionan con la función mitocondrial.
La función molecular principal de eIF5A es la de ayudar a los ribosomas citosólicos durante la traducción de RNAs mensajeros que codifican para proteínas que contienen amino ácidos de difícil incorporación a la cadena polipéptida naciente, como las prolinas. eIF5A se ha relacionado con el cáncer, la diabetes, las infecciones víricas y se ha comprobado que su activación con drogas alarga la vida de varios organismos modelo y mejora el sistema inmunológico, cardiovascular y la capacidad cognitiva durante el envejecimiento.
Parte de estos efectos positivos se deben a que eIF5A mejora la síntesis de proteínas con destino mitocondrial, promoviendo así la producción de energía por las mitocondrias; aunque hasta ahora no estaba claro el mecanismo molecular empleado.
Resultados publicados
Sus últimos resultados publicados en la revista Journal of Cell Biology demuestran en células de levadura que eIF5A es necesario para la traducción del RNA mensajero codificante de la proteína mitocondrial Tim50. Esta proteína es esencial y forma parte del complejo Tim23/Tim50 situado en la membrana mitocondrial interna y que, tanto en levaduras como en células humanas, es responsable del importe desde el citosol a la mitocondria de la mayoría de las proteínas mitocondriales. El RNA mensajero de Tim50, al igual que sucede con otros RNAs codificantes de proteínas mitocondriales, se sitúa en la superficie del orgánulo para que su traducción esté conectada al importe co-traduccional de la proteína naciente.
El grupo de la Dr. Alepuz ha encontrado que eIF5A debe unirse a los ribosomas traduciendo el RNA de Tim50 para evitar que se atasquen en una región codificante de prolinas consecutivas. Así, si se elimina eIF5A de las células de levadura, los ribosomas se estancan y apelotonan en estas secuencias del RNA en la superficie de la mitocondria, llevando al atasco de los sistemas de importe de proteínas.
Como resultado de este atasco, muchas proteínas mitocondriales quedan sin importar a la mitocondria y agregan en el citosol, se genera una respuesta de estrés y hay una reducción en la traducción de muchos otros RNAs codificantes de proteínas con destino mitocondrial. De esta manera, una sola proteína, eIF5A, controla el destino de la mayoría de las proteínas mitocondriales, a través del control de la síntesis de la proteína del sistema de importe Tim50.
Dada la conservación de eIF5A y Tim50 entre levaduras y humanos, estos resultados podrían explicar cómo eIF5A promueve la función mitocondrial durante la activación del sistema inmunológico o cómo la bajada en los niveles de proteína eIF5A que se observa durante el envejecimiento puede provocar la reducción del metabolismo mitocondrial y, con ello, el declive celular.
