Hace más de cien años, los científicos se dieron cuenta de que existe un orgánulo especial en las células vegetales. Sin embargo, los científicos de UC Riverside recién ahora han descubierto el papel crítico de este orgánulo en el envejecimiento.Inicialmente, los investigadores pretendían obtener una comprensión más amplia de qué partes de las células vegetales controlan la respuesta de la planta a tensiones como infecciones, demasiada sal o muy poca luz. Casualmente, descubrieron que este orgánulo y una proteína responsable de mantener el orgánulo controlan si la planta sobrevive estando constantemente en la oscuridad.
El equipo estaba muy entusiasmado con el descubrimiento, que se publicó en un artículo en la revista Nature Plants.
"Para nosotros, este descubrimiento es enorme. Por primera vez, hemos identificado la profunda importancia de un orgánulo en la célula que no había estado implicado previamente en el proceso de envejecimiento", dijo Katie Dehesh, distinguida profesora de biología molecular en UCLA y coautora del nuevo artículo.
Aparato de Golgi y proteínas COG: actores clave en la salud celular
El aparato de Golgi es un orgánulo compuesto por una serie de vesículas de membrana en forma de copa que a veces se describen como una pila de globos desinflados o una lasaña caída. Clasifica las distintas moléculas de la célula y garantiza que lleguen al lugar correcto.
"El aparato de Golgi es como la oficina de correos de la célula. Empaquetan y envían proteínas y lípidos a donde se necesitan", dijo Heeseung Choi, investigador del Departamento de Botánica y Ciencias Vegetales de la UCR y coautor del nuevo estudio. "El daño al aparato de Golgi puede causar confusión y problemas en las actividades celulares, afectando el funcionamiento y la salud de las células".
Si el aparato de Golgi es la oficina de correos, entonces la proteína COG es el cartero. Esta proteína controla y coordina el movimiento de pequeñas "envolturas" de vesículas que transportan otras moléculas por la célula.
Además, COG ayuda al Golgi a conectar los azúcares con otras proteínas o lípidos antes de entregarlos a otras partes de la célula. Esta modificación del azúcar se llama glicosilación y es fundamental para muchos procesos biológicos, incluidas las respuestas inmunitarias.
Experimento para comprender el papel de la COG
Para aprender más sobre cómo el COG afecta a las células vegetales, el equipo diseñó algunas plantas para que no pudieran producir COG. En condiciones normales de crecimiento, las plantas modificadas crecieron bien y eran indistinguibles de las plantas no modificadas.
Sin embargo, privar a las plantas de luz significa que no pueden utilizar la luz solar para producir azúcar para el crecimiento. Cuando se expusieron a una oscuridad excesiva, las hojas de las plantas mutantes libres de COG comenzaron a amarillear, arrugarse y adelgazarse, una señal de muerte inminente de la planta.
"En la oscuridad, los mutantes COG mostraron signos de senescencia, que las plantas silvestres no modificadas suelen mostrar alrededor del día nueve. Pero en los mutantes, estos signos aparecieron en sólo tres días", dijo Choi.
"Revertir la mutación devolvió la proteína COG a la planta, y la planta rápidamente volvió a la vida", dijo Dehesh. "Una vez que revertimos la mutación, fue como si nada hubiera pasado. Estas respuestas resaltan la importancia crítica de las proteínas COG y la función normal de Golgi en el manejo del estrés".
Lo interesante de este descubrimiento es que el aparato de Golgi se encuentra en las células de los humanos, las plantas y todos los eucariotas. Ahora, las plantas pueden servir como plataforma para explorar el complejo papel del aparato de Golgi en el envejecimiento humano. Por lo tanto, el equipo de investigación planea investigar más a fondo los mecanismos moleculares detrás de este hallazgo.
"Nuestro estudio no sólo mejora nuestra comprensión del proceso de envejecimiento de las plantas, sino que también proporciona pistas importantes sobre el envejecimiento humano", dijo Dehesh. "Cuando el complejo de proteínas COG no funciona correctamente, puede hacer que nuestras células envejezcan más rápidamente, como vemos en las plantas, también cuando carecen de luz. Este avance podría tener profundas implicaciones para el estudio del envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad".
Fuente compilada: ScitechDaily