El papel de ITSN1 en la función celular
La investigación revela cómo ITSN1 ayuda en la absorción de nutrientes por las células y en la comunicación.
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Tabla de contenidos
Las células son los bloques de construcción de la vida y realizan muchas tareas importantes para mantener a los organismos funcionando. Una de estas tareas es un proceso llamado Endocitosis mediada por clatrina (CME). Este proceso ayuda a las células a absorber nutrientes y a comunicarse. Involucra muchas Proteínas que trabajan juntas para formar burbujas pequeñas, o Vesículas, que capturan materiales del exterior de la célula.
Pasos del CME
El CME ocurre en varios pasos:
- Iniciación: El proceso comienza con la recolección de proteínas en la superficie de la célula.
- Estabilización: Luego, las proteínas reunidas ayudan a estabilizar el sitio.
- Maduración: Después, la vesícula se prepara para formarse.
- Escisión de vesículas: Finalmente, la vesícula se separa de la membrana celular.
- Desprendimiento: Las proteínas se eliminan de la vesícula, permitiendo que se mueva hacia el interior de la célula y libere su contenido.
Los investigadores han avanzado en entender cómo funcionan estos pasos, pero aún hay mucho por aprender sobre cómo las diversas proteínas se unen y qué roles juegan en diferentes momentos.
Papel de Intersectin1 (ITSN1)
Una proteína importante en este proceso es la Intersectin1, o ITSN1. Esta proteína actúa como un conector, uniendo otras proteínas para coordinar sus acciones. ITSN1 viene en dos formas principales: la versión corta, que se encuentra en muchas células, y una forma más larga que se encuentra sobre todo en células nerviosas.
Los científicos creen que ITSN1 podría ser clave para estabilizar los sitios de CME después de que se forman. Hay un debate sobre si ITSN1 está más involucrada en iniciar el proceso o en hacerlo estable una vez que ha comenzado. Algunos experimentos han mostrado que cuando hay menos ITSN1, las etapas iniciales del CME ocurren más rápido, pero no llevan a una formación exitosa de vesículas.
Observando ITSN1 en Acción
Para tener una mejor idea de cómo se comporta ITSN1 durante el CME, los investigadores usaron técnicas avanzadas para observarla en células vivas. Hicieron modificaciones a las células para que se pudiera ver ITSN1 junto a otras proteínas involucradas en el CME. Al rastrear cuándo y dónde aparecía ITSN1 en relación con estas proteínas, los investigadores encontraron que ITSN1 típicamente aparecía poco después de otra proteína llamada AP2.
Estas observaciones sugieren que ITSN1 está más involucrada en estabilizar los sitios de CME en lugar de iniciarlos. Esto refuerza la idea de que el papel de ITSN1 es asegurarse de que todo funcione bien una vez que comienza la formación inicial.
Cómo ITSN1 Afecta el CME
Para entender mejor la función de ITSN1, los investigadores realizaron experimentos donde redujeron la cantidad de ITSN1 en las células. Descubrieron que con menos ITSN1, la actividad temprana de captura de vesículas aumentaba, pero las etapas posteriores de formación de vesículas eran menos eficientes. Esto indica que ITSN1 es esencial para mantener el proceso y asegurar que lleve a una formación exitosa de vesículas.
Cuando se compararon células normales con células con menos ITSN1, encontraron que los eventos de CME "auténticos", donde las vesículas se forman y liberan correctamente, eran menores en las células con menos ITSN1. Esto sugiere que ITSN1 juega un papel crucial en ayudar a las proteínas a unirse en los sitios de CME.
ITSN1 y Otras Proteínas
Estudios adicionales mostraron que cuando los investigadores reubicaron artificialmente ITSN1 a otras partes de la célula, aún podía atraer otras proteínas involucradas en el CME. Este fue un hallazgo importante, ya que indica que el papel de ITSN1 va más allá de solo estabilizar sitios; activa y efectivamente reúne otras proteínas, creando una red que apoya el proceso de CME.
Curiosamente, cuando se realizaron experimentos similares con otra proteína considerada involucrada en CME (llamada EPS15), esta formó diferentes grupos y no atrajo las mismas proteínas que ITSN1. Esto sugiere que ITSN1 forma una red única, distinta de otras proteínas, lo cual es importante para el buen funcionamiento del proceso de endocitosis.
Roles Distintos de los Dominios de ITSN1
ITSN1 está compuesta de varias partes, cada una con su propia función. Al estudiar varias secciones de la proteína ITSN1, los investigadores determinaron qué partes eran necesarias para interacciones específicas con otras proteínas. Descubrieron que algunas partes eran esenciales para atraer las proteínas involucradas en iniciar el CME, mientras que otras eran necesarias para formar conexiones más adelante en el proceso.
A través de estas investigaciones, quedó claro que diferentes regiones de ITSN1 cumplen roles específicos, ayudando a coordinar la actividad de varias proteínas en los momentos adecuados durante el CME.
Conclusión
Esta investigación resalta el papel crucial de ITSN1 en la endocitosis mediada por clatrina. ITSN1 no solo ayuda en la estabilización de los sitios donde se forman las vesículas, sino que también junta varias proteínas necesarias para todo el proceso.
Entender cómo opera ITSN1 puede ofrecer ideas sobre cómo las células absorben nutrientes y se comunican entre sí. También plantea preguntas sobre cómo los cambios en ITSN1 podrían impactar enfermedades, ya que algunos estudios lo han relacionado con condiciones como el autismo.
En resumen, ITSN1 es un jugador clave para asegurar que el complejo proceso de la endocitosis mediada por clatrina ocurra correctamente, ayudando a las células a funcionar y responder a su entorno.
Título: Intersectin1 promotes clathrin-mediated endocytosis by organizing and stabilizing endocytic protein interaction networks
Resumen: During clathrin-mediated endocytosis (CME), dozens of proteins are recruited to nascent CME sites on the plasma membrane. Coordination of endocytic protein recruitment in time and space is important for efficient CME. Here, we show that the multivalent scaffold protein intersectin1 (ITSN1) promotes CME by organizing and stabilizing endocytic protein interaction networks. By live-cell imaging of genome-edited cells, we observed that endogenously labeled ITSN1 is recruited to CME sites shortly after they begin to assemble. Knocking down ITSN1 impaired endocytic protein recruitment during the stabilization stage of CME site assembly. Artificially locating ITSN1 to the mitochondria surface was sufficient to assemble puncta consisting of CME initiation proteins, including EPS15, FCHO, adaptor proteins, the AP2 complex and epsin1 (EPN1), and the vesicle scission GTPase dynamin2 (DNM2). ITSN1 can form puncta and recruit DNM2 independently of EPS15/FCHO or EPN1. Our work redefines ITSN1s primary endocytic role as organizing and stabilizing the CME protein interaction networks rather than a previously suggested role in initiation and provides new insights into the multi-step and multi-zone organization of CME site assembly.
Autores: David G. Drubin, M. Jin, Y. Iwamoto, C. Shirazinejad
Última actualización: 2024-04-23 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590579
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590579.full.pdf
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