Resumen de De la búsqueda de la función de la proteína Vmp1 a la caracterización de la autofagia en 'Dictyostelium discoideum'
Javier Calvo Garrido
Dictyostelium discoideum es un microorganismo eucariota simple que presenta una serie de características biológicas que le hacen ser un modelo óptimo para el estudio de la proteína de función desconocida Vmp1 (Vacuole membrane protein 1). La ausencia de homólogos de esta proteína en levaduras modelo como Saccharomyces cerevisiae y Schizosaccharomyces pombe hacen de Dictyostelium el modelo experimental más sencillo donde caracterizar su función.
Los estudios de localización subcelular han mostrado que Vmp1 es una proteína transmembrana localizada en el retículo endoplásmico y parcialmente en autofagosomas en Dictyostelium discoideum.
La cepa deficiente en vmp1 muestra una serie de defectos fenotípicos en procesos celulares tales como la macropinocitosis, la fagocitosis, la secreción proteica convencional, la autofagia, así como un severo defecto en la fase de desarrollo multicelular. La biogénesis de orgánulos como la vacuola contráctil, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi también se encuentra impedida.
El estudio pormenorizado de los defectos en autofagia de la cepa deficiente en vmp1 mostró la formación de agregados proteicos ubiquitinados que colocalizaban con el marcador autofágico GFP-Atg8 y la ausencia de autofagosomas maduros. Encontramos además que diversos procesos dependientes de autofagia como la supervivencia al ayuno y la capacidad de formación de células tallo in vitro se encontraban impedidos.
Podríamos pensar que la función de Vmp1 es común a los procesos que derivan del retículo endoplásmico y que están relacionados con el tráfico de membranas, como la formación de autofagosomas, de la vacuola contráctil, o de las vesículas de macropinocitosis y fagocitosis. Debemos también considerar la posibilidad de que un defecto severo en autofagia pueda ser el causante del resto de fenotipos.
La autofagia está regulada a nivel molecular por la acción concertada de diversas proteínas agrupadas en complejos funcionales que actúan en diferentes estadios de la formación de los autofagosomas, son las proteínas Atg (autophagy-related proteins).
Dictyostelium posee homólogos de casi todas ellas y además cabe señalar la presencia de algunas de ellas conservadas entre Dictyostelium y mamíferos y que como Vmp1 no se encuentran el levaduras.
Hemos caracterizado en Dictyostelium la posible presencia de agregados proteicos ubiquitinados en las cepas mutantes de los genes autofágicos atg1, atg5, atg6, atg7 y atg8. Algunas de estas cepas, al igual que la deficiente en vmp1, muestran agregados proteicos ubiquitinados. Estos poseen un tamaño que correlaciona de manera positiva con la severidad del fenotipo que muestran en procesos como el crecimiento en condiciones axénicas, supervivencia en ayuno o desarrollo. Las cepas mutantes de vmp1 y atg1 poseían agregados de mayor tamaño que las de atg5 y atg7 mientras que las cepas mutantes de atg6 y atg8 ya no mostraban agregados. Estos resultados sugieren una clara relación entre autofagia y formación de agregados proteicos en este sistema, al igual que ocurre en diversas enfermedades neurodegenerativas.
