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# Biología # Biología celular

El papel de TXNIP en la gestión de aminoácidos

TXNIP regula el transporte de aminoácidos, influyendo en el crecimiento celular y la quiescencia.

Jennifer Kahlhofer, Nikolas Marchet, Brigitta Seifert, Kristian Zubak, Madlen Hotze, Anna-Sophia Egger, Claudia Manzl, Yannick Weyer, Sabine Weys, Martin Offterdinger, Sebastian Herzog, Veronika Reiterer, Marcel Kwiatkowski, Saskia B. Wortmann, Siamak Nemati, Johannes A. Mayr, Johannes Zschocke, Bernhard Radlinger, Kathrin Thedieck, Lukas A. Huber, Hesso Farhan, Mariana E.G. de Araujo, Susanne Kaser, Sabine Scholl- Bürgi, Daniela Karall, David Teis

― 8 minilectura


TXNIP: Clave para el TXNIP: Clave para el equilibrio de aminoácidos el crecimiento y la salud. TXNIP maneja los aminoácidos, afectando
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Los Aminoácidos son los bloques de construcción de las proteínas y juegan un papel crucial en todo, desde la construcción muscular hasta la producción de hormonas. Nuestros cuerpos necesitan 20 aminoácidos proteicos esenciales para sobrevivir. Las células tienen que gestionar cuidadosamente estos aminoácidos, asegurándose de tener suficientes para sus necesidades sin exagerar, algo así como como manejas tus snacks durante la noche de películas-demasiado pocos y estás hambriento, demasiados y estás rodando del sofá.

Transporte de Aminoácidos

Para mantener el equilibrio correcto de aminoácidos, las células utilizan proteínas especiales llamadas transportadores. En humanos, hay al menos 66 de estos transportadores, que pertenecen a diferentes familias. Piensa en estos transportadores como los camiones de entrega de aminoácidos, llevando lo bueno a la celda y sacando la basura cuando es necesario. Si algo falla con estos transportadores, puede llevar a enfermedades, como un camión de entrega roto podría arruinar una buena noche de pizza.

Crecimiento Celular y Aminoácidos

Cuando las células están ocupadas dividiéndose y creciendo, necesitan más aminoácidos. Esto es especialmente cierto para las células cancerosas, que se vuelven más activas. Aumentan el número de transportadores en su superficie para absorber todos los aminoácidos como una esponja. Pero cuando las células se toman un descanso del crecimiento-conocido como quiescencia-tienen que reducir la ingesta de aminoácidos. Es como pasar de un buffet a un plato de tamaño de snack cuando ya no tienes tanta hambre.

El Misterio de las Células Quiescentes

En un estado de reposo, las células se encogen un poco y ralentizan su actividad. Necesitan encontrar una manera de absorber menos aminoácidos, pero cómo lo hacen sigue siendo un misterio. Es como tratar de averiguar cómo mantener tu nevera llena con la cantidad justa de comida cuando estás a dieta.

El Papel de Txnip

Aquí es donde entra TXNIP. TXNIP es como el gerente de los transportadores de aminoácidos. Ayuda a retirar estos transportadores de la superficie celular cuando las células entran en estado quiescente. Esto significa que hay menos camiones de entrega en la carretera, lo que lleva a que se absorban menos aminoácidos.

En términos más simples, TXNIP es como un portero en un club, asegurándose de que solo la cantidad correcta de invitados (aminoácidos) entre cuando la fiesta (crecimiento celular) está disminuyendo.

TXNIP y Endocitosis

TXNIP opera a través de un proceso llamado endocitosis, donde la célula envuelve los transportadores y los tira adentro. Este proceso requiere un poco de ayuda de proteínas específicas. Es un poco como quitar las decoraciones después de una fiesta-necesitas las herramientas adecuadas para quitar todo de las paredes.

Observando los Cambios

Los investigadores han descubierto que cuando las células son privadas de suero pero tienen aminoácidos disponibles, comienzan a cambiar. La cantidad de ciertos transportadores de aminoácidos disminuye, indicando que las células están ajustándose a su estado quiescente. Este comportamiento es similar en varios tipos de células, reforzando la idea de que TXNIP juega un papel central en diferentes sistemas celulares.

Qué Sucede en el Ayuno

Cuando las células pasan un tiempo sin suero, se encogen y reducen su actividad. En estudios, los científicos notaron niveles disminuidos de transportadores específicos en la superficie celular. Es como cuando decides limpiar tu armario y terminas deshaciéndote de ropa que no has usado en años.

El Rol de TXNIP en el Ayuno

Durante el ayuno de suero, los niveles de TXNIP en realidad aumentan. Este aumento señala la necesidad de retirar los transportadores de aminoácidos, mostrando que la célula está reduciendo la ingesta. Imagina una fábrica reduciendo su fuerza laboral durante un periodo lento-mantiene solo lo necesario para seguir operando.

Hallazgos con Deficiencia de TXNIP

Los científicos descubrieron que sin TXNIP, las células no pueden retirar eficazmente los transportadores. Esto lleva a que se acumulen demasiados aminoácidos dentro de la célula, como acumular cosas que no se usan.

En un paciente con una mutación rara que lleva a la deficiencia de TXNIP, los investigadores encontraron que la regulación de los aminoácidos estaba fuera de balance, resultando en varios problemas de salud. Es como intentar hacer un pastel sin medir los ingredientes correctamente-¡los resultados pueden ser desastrosos!

Experimentando con Modelos Celulares

Para entender mejor el transporte de aminoácidos, los científicos usaron un tipo de células epiteliales de pigmento retinal humano. Trataron estas células con suero y luego las privaron de suero para ver cómo se adaptaban. Al analizar sus fases de crecimiento, podían ver qué tan bien las células manejaban la ingesta de aminoácidos.

Analizando el Comportamiento Celular

A través de varias pruebas, los científicos revisaron qué tan bien estaban funcionando los transportadores de aminoácidos. Encontraron que ciertos transportadores disminuyeron en número durante la quiescencia, mientras que otros se mantuvieron constantes. Esto destacó cómo las células se estaban ajustando según su entorno.

Visualizando Transportadores

Con técnicas de imagen avanzadas, los investigadores pudieron ver los transportadores en la superficie celular. Notaron que cuando las células estaban en ayuno, estos transportadores se retiraron efectivamente de la superficie, reafirmando aún más el papel de TXNIP en la regulación de este proceso.

Dinámica de Transportadores

Incluso trataron a las células con sustancias que bloqueaban el proceso de reciclaje, demostrando la necesidad de la endocitosis para quitar transportadores. Los resultados mostraron que cuando el proceso normal de reciclaje se interrumpía, los transportadores se quedaban más tiempo del que debían, como invitados que se quedan demasiado tiempo en una fiesta.

Entendiendo la Función de TXNIP

Los investigadores también examinaron cómo TXNIP interactúa con otras proteínas que controlan el proceso de endocitosis. Encontraron que TXNIP utiliza regiones especiales para unirse a la maquinaria endocítica, enfatizando su importancia en regular el transporte de aminoácidos.

Examinando Mutaciones de TXNIP

En pacientes con mutaciones de TXNIP, los efectos sobre los transportadores se volvieron aún más claros. Las células derivadas de pacientes mostraron que sin TXNIP funcional, los transportadores no se retiraban de la superficie como deberían. Esto llevó a varios problemas con el balance de aminoácidos, mostrando la importancia de una función adecuada de TXNIP para la salud celular.

La Influencia de TXNIP en el Crecimiento Celular

Los hallazgos también indicaron que el papel de TXNIP iba más allá de solo manejar aminoácidos; también influenciaba el crecimiento celular en general. Las células con deficiencias de TXNIP tendían a crecer más rápido, similar a los niños que saltan las verduras y van directo al postre-genial a corto plazo pero no tan bueno para la salud a largo plazo.

La Conexión del Ciclo Celular

A medida que las células transitaban entre fases de crecimiento, los científicos notaron la influencia de TXNIP en el ciclo celular. Las células que no pudieron regular adecuadamente los niveles de transportadores eran más propensas a avanzar rápidamente por el ciclo celular, ilustrando cómo los nutrientes impactan el crecimiento.

El Panorama General

Las implicaciones de esta investigación son significativas, no solo para entender la biología celular sino también para la salud humana. Al comprender cómo funciona TXNIP en la regulación del transporte de aminoácidos, podemos entender mejor las enfermedades metabólicas relacionadas con desequilibrios de aminoácidos.

Conclusión: Juntándolo Todo

En resumen, TXNIP juega un papel vital en controlar cómo las células manejan los aminoácidos, especialmente durante tiempos de crecimiento y quiescencia. Asegura que las células no se sobrecarguen de aminoácidos cuando no los necesitan, manteniendo todo en equilibrio. Al igual que en la vida, se trata de encontrar las proporciones correctas-demasiado de algo bueno puede llevar al caos.

A través del estudio de TXNIP, los investigadores no solo descubren las sutilezas del comportamiento celular, sino también posibles caminos para abordar trastornos metabólicos en humanos. Así que la próxima vez que pienses en aminoácidos, ¡recuerda los roles esenciales que juegan y cómo las células manejan su ingesta con la ayuda del confiable TXNIP!

Fuente original

Título: TXNIP mediates LAT1/SLC7A5 endocytosis to reduce amino acid uptake in cells entering quiescence

Resumen: Entry and exit from cellular quiescence require dynamic adjustments in nutrient acquisition, yet the mechanisms by which quiescent cells downregulate amino acid (AA) transport remain poorly understood. Here, we demonstrate that cells entering quiescence select plasma membrane-resident AA transporters for endocytosis and lysosomal degradation, to match AA uptake with reduced translation. We identify the -arrestin TXNIP as a key regulator of AA uptake during quiescence, since it mediates the endocytosis of the SLC7A5-SLC3A2 (LAT1-4F2hc) transporter complex in response to reduced AKT signaling. Mechanistically, TXNIP interacts with HECT-type ubiquitin ligases to facilitate transporter ubiquitination. Loss of TXNIP disrupts this regulation, resulting in dysregulated AA uptake, sustained mTORC1 signaling, and accelerated quiescence exit. A novel TXNIP loss-of-function mutation in a patient with severe metabolic disease further supports its role in nutrient homeostasis and human health. These findings highlight TXNIPs role in controlling SLC7A5-SLC3A2 mediated AA acquisition with implications for quiescence biology and disease.

Autores: Jennifer Kahlhofer, Nikolas Marchet, Brigitta Seifert, Kristian Zubak, Madlen Hotze, Anna-Sophia Egger, Claudia Manzl, Yannick Weyer, Sabine Weys, Martin Offterdinger, Sebastian Herzog, Veronika Reiterer, Marcel Kwiatkowski, Saskia B. Wortmann, Siamak Nemati, Johannes A. Mayr, Johannes Zschocke, Bernhard Radlinger, Kathrin Thedieck, Lukas A. Huber, Hesso Farhan, Mariana E.G. de Araujo, Susanne Kaser, Sabine Scholl- Bürgi, Daniela Karall, David Teis

Última actualización: 2024-12-04 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620655

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620655.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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