stringtranslate.com

Cuerpos P

En biología celular , los P-bodies , o cuerpos de procesamiento , son focos distintos formados por separación de fases dentro del citoplasma de una célula eucariota que consisten en muchas enzimas involucradas en el recambio de ARNm . [1] Los P-bodies son estructuras altamente conservadas y se han observado en células somáticas originadas de vertebrados e invertebrados , plantas y levaduras . Hasta la fecha, se ha demostrado que los P-bodies desempeñan papeles fundamentales en la descomposición general del ARNm , la descomposición del ARNm mediada por sinsentidos , la descomposición del ARNm mediada por elementos ricos en adenilato-uridilato y el silenciamiento del ARNm inducido por microARN (miARN) . [2] No todos los ARNm que entran en los P-bodies se degradan, ya que se ha demostrado que algunos ARNm pueden salir de los P-bodies y reiniciar la traducción . [3] [4] La purificación y secuenciación del ARNm a partir de cuerpos de procesamiento purificados mostró que estos ARNm son reprimidos en gran medida a nivel traduccional antes del inicio de la traducción y están protegidos de la descomposición del ARNm 5'. [5]

Originalmente se propuso que los cuerpos P eran los sitios de degradación del ARNm en la célula y estaban involucrados en la desprotección y digestión de los ARNm destinados a la destrucción. [6] [7] Trabajos posteriores pusieron esto en duda al sugerir que los cuerpos P almacenan el ARNm hasta que se necesita para la traducción. [8] [5] [9]

En las neuronas , los cuerpos P son movidos por proteínas motoras en respuesta a la estimulación. Es probable que esto esté vinculado a la traducción local en las dendritas . [10]

Historia

Los cuerpos P fueron descritos por primera vez en la literatura científica por Bashkirov et al. [11] en 1997, en el que describen "gránulos pequeños... focos discretos y prominentes" como la ubicación citoplasmática de la exorribonucleasa de ratón mXrn1p. No fue hasta 2002 que se publicó un vistazo a la naturaleza e importancia de estos focos citoplasmáticos [12] [13] [14] cuando los investigadores demostraron que múltiples proteínas involucradas en la degradación del ARNm se localizan en los focos. Su importancia fue reconocida después de que se obtuvieran evidencias experimentales que apuntaban a los cuerpos P como los sitios de degradación del ARNm en la célula [7] . Los investigadores llamaron a estas estructuras cuerpos de procesamiento o "cuerpos P". Durante este tiempo, también se usaron muchos nombres descriptivos para identificar los cuerpos de procesamiento, incluidos "cuerpos GW" y "cuerpos de desprotección"; sin embargo, "cuerpos P" fue el término elegido y ahora se usa y acepta ampliamente en la literatura científica. [7] Recientemente se han presentado evidencias que sugieren que los cuerpos GW y los cuerpos P pueden ser, de hecho, componentes celulares diferentes. [15] La evidencia es que GW182 y Ago2, ambos asociados con el silenciamiento del gen miRNA, se encuentran exclusivamente en cuerpos multivesiculares o cuerpos GW y no están localizados en cuerpos P. También cabe destacar que los cuerpos P no son equivalentes a los gránulos de estrés y contienen en gran medida proteínas que no se superponen. [5] Las dos estructuras sustentan funciones celulares superpuestas pero generalmente ocurren bajo diferentes estímulos. Hoyle et al. sugiere que un nuevo sitio denominado cuerpos EGP, o gránulos de estrés, puede ser responsable del almacenamiento de ARNm ya que estos sitios carecen de la enzima decapadora. [16]

Asociaciones con microARN

La represión mediada por microARN ocurre de dos maneras, ya sea por represión traduccional o estimulando la descomposición del ARNm. Los miARN reclutan el complejo RISC al ARNm al que están unidos. El vínculo con los P-bodies se debe al hecho de que muchas, si no la mayoría, de las proteínas necesarias para el silenciamiento del gen de miARN se localizan en los P-bodies, como revisaron Kulkarni et al. (2010). [2] [17] [18] [19] [20] Estas proteínas incluyen, pero no se limitan a, la proteína de andamiaje GW182, Argonaute (Ago), enzimas de decapitación y helicasas de ARN . La evidencia actual apunta a los P-bodies como centros de andamiaje de la función de miARN, especialmente debido a la evidencia de que una eliminación de GW182 interrumpe la formación de P-bodies. Sin embargo, quedan muchas preguntas sin respuesta sobre los P-bodies y su relación con la actividad de miARN. En concreto, se desconoce si existe una especificidad dependiente del contexto (estado de estrés frente a estado normal) en el mecanismo de acción de los P-body. Basándonos en la evidencia de que a veces los P-body son el lugar de la descomposición del ARNm y a veces el ARNm puede salir de los P-body y reiniciar la traducción, queda la pregunta de qué controla este cambio. Otro punto ambiguo que debe abordarse es si las proteínas que se localizan en los P-body funcionan activamente en el proceso de silenciamiento del gen de los microARN o si simplemente están en espera.

Composición de proteínas

En 2017, se publicó un nuevo método para purificar los cuerpos de procesamiento. [5] Hubstenberger et al. utilizaron la clasificación de partículas activada por fluorescencia (un método basado en las ideas de la clasificación celular activada por fluorescencia ) para purificar los cuerpos de procesamiento de las células epiteliales humanas. A partir de estos cuerpos de procesamiento purificados, pudieron utilizar la espectrometría de masas y la secuenciación de ARN para determinar qué proteínas y ARN se encuentran en los cuerpos de procesamiento, respectivamente. Este estudio identificó 125 proteínas que están significativamente asociadas con los cuerpos de procesamiento. [5] Cabe destacar que este trabajo proporcionó la evidencia más convincente hasta la fecha de que los cuerpos P podrían no ser los sitios de degradación en la célula y, en cambio, se utilizan para el almacenamiento de ARNm reprimido traduccionalmente. Esta observación fue respaldada además por la obtención de imágenes de moléculas individuales de ARNm por parte del grupo Chao en 2017. [9]

En 2018, Youn et al. adoptaron un enfoque de etiquetado de proximidad llamado BioID para identificar y predecir el proteoma del cuerpo de procesamiento. [21] Diseñaron células para expresar varias proteínas localizadas en el cuerpo de procesamiento como proteínas de fusión con la enzima BirA*. Cuando las células se incuban con biotina , BirA* biotinilará las proteínas que están cerca, marcando así las proteínas dentro de los cuerpos de procesamiento con una etiqueta de biotina. Luego se utilizó estreptavidina para aislar las proteínas etiquetadas y espectrometría de masas para identificarlas. Usando este enfoque, Youn et al. identificaron 42 proteínas que se localizan en los cuerpos de procesamiento. [21]

Referencias

  1. ^ Luo Y, Na Z, Slavoff SA (mayo de 2018). "Cuerpos P: composición, propiedades y funciones". Bioquímica . 57 (17): 2424–2431. doi :10.1021/acs.biochem.7b01162. PMC  6296482 . PMID  29381060.
  2. ^ ab Kulkarni M, Ozgur S, Stoecklin G (febrero de 2010). "En camino hacia los cuerpos P". Biochemical Society Transactions . 38 (Pt 1): 242–251. doi :10.1042/BST0380242. PMID  20074068.
  3. ^ Brengues M, Teixeira D, Parker R (octubre de 2005). "Movimiento de ARNm eucariotas entre polisomas y cuerpos de procesamiento citoplasmático". Science . 310 (5747): 486–489. Bibcode :2005Sci...310..486B. doi :10.1126/science.1115791. PMC 1863069 . PMID  16141371. 
  4. ^ Bhattacharyya SN, Habermacher R, Martine U, Closs EI, Filipowicz W (junio de 2006). "Alivio de la represión traduccional mediada por microARN en células humanas sometidas a estrés". Cell . 125 (6): 1111–1124. doi : 10.1016/j.cell.2006.04.031 . PMID  16777601. S2CID  18353167.
  5. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av aw ax ay az ba bb bc bd be bf bg bh bi bj bk bl bm bn bo bp bq br bs bt bu bv bw bx por bz ca cb cc cd ce cf cg ch ci cj ck cl cm cn co cp cq cr cs ct cu cv cw cx cy cz da db dc dd de df dg dh di dj dk dl dm dn do dp dq dr ds dt du dv dw dx dy dz Hubstenberger A, Courel M, Bénard M, Souquere S, Ernoult-Lange M, Chouaib R, et al. (Octubre de 2017). "La purificación de cuerpos P revela la condensación de regulones de ARNm reprimidos". Molecular Cell . 68 (1): 144–157.e5. doi : 10.1016/j.molcel.2017.09.003 . PMID  28965817.
  6. ^ Long, Roy M.; McNally, Mark T. (1 de mayo de 2003). "Decaimiento del ARNm: X (XRN1) marca el lugar". Molecular Cell . 11 (5): 1126–1128. doi : 10.1016/S1097-2765(03)00198-9 . ISSN  1097-2765.
  7. ^ abc Sheth U, Parker R (mayo de 2003). "El descapuchamiento y la descomposición del ARN mensajero se producen en los cuerpos de procesamiento citoplasmático". Science . 300 (5620): 805–808. Bibcode :2003Sci...300..805S. doi :10.1126/science.1082320. PMC 1876714 . PMID  12730603. 
  8. ^ Brengues, Muriel; Teixeira, Daniela; Parker, Roy (21 de octubre de 2005). "Movimiento de ARNm eucariotas entre polisomas y cuerpos de procesamiento citoplasmático". Science . 310 (5747): 486–489. doi :10.1126/science.1115791. ISSN  0036-8075. PMC 1863069 . PMID  16141371. 
  9. ^ ab Horvathova, Ivana; Voigt, Franka; Kotrys, Anna V.; Zhan, Yinxiu; Artus-Revel, Caroline G.; Eglinger, Jan; Stadler, Michael B.; Giorgetti, Luca; Chao, Jeffrey A. (2017-11-02). "La dinámica de la renovación del ARNm revelada por imágenes de una sola molécula en células individuales". Molecular Cell . 68 (3): 615–625.e9. doi : 10.1016/j.molcel.2017.09.030 . ISSN  1097-2765. PMID  29056324.
  10. ^ Cougot N, Bhattacharyya SN, Tapia-Arancibia L, Bordonné R, Filipowicz W, Bertrand E, Rage F (diciembre de 2008). "Las dendritas de las neuronas de los mamíferos contienen estructuras especializadas similares a cuerpos P que responden a la activación neuronal". The Journal of Neuroscience . 28 (51): 13793–13804. doi :10.1523/JNEUROSCI.4155-08.2008. PMC 6671906 . PMID  19091970. 
  11. ^ ab Bashkirov VI, Scherthan H, Solinger JA, Buerstedde JM, Heyer WD (febrero de 1997). "Una exorribonucleasa citoplasmática de ratón (mXRN1p) con preferencia por sustratos tetraplex G4". The Journal of Cell Biology . 136 (4): 761–773. doi :10.1083/jcb.136.4.761. PMC 2132493 . PMID  9049243. 
  12. ^ ab Eystathioy T, Chan EK, Tenenbaum SA, Keene JD, Griffith K, Fritzler MJ (abril de 2002). "Un autoantígeno citoplasmático fosforilado, GW182, se asocia con una población única de ARNm humanos dentro de nuevas motas citoplasmáticas". Biología molecular de la célula . 13 (4): 1338–1351. doi :10.1091/mbc.01-11-0544. PMC 102273 . PMID  11950943. 
  13. ^ abcdefghijk Ingelfinger D, Arndt-Jovin DJ, Lührmann R, Achsel T (diciembre de 2002). "Las proteínas humanas LSm1-7 se colocalizan con las enzimas degradadoras de ARNm Dcp1/2 y Xrnl en focos citoplasmáticos distintos". ARN . 8 (12): 1489–1501. doi :10.1017/S1355838202021726. PMC 1370355 . PMID  12515382. 
  14. ^ abc van Dijk E, Cougot N, Meyer S, Babajko S, Wahle E, Séraphin B (diciembre de 2002). " Human Dcp2 : a catalytically active mRNA  decappping oxygenating ... 
  15. ^ Gibbings DJ, Ciaudo C, Erhardt M, Voinnet O (septiembre de 2009). "Los cuerpos multivesiculares se asocian con componentes de complejos efectores de miRNA y modulan la actividad de miRNA". Nature Cell Biology . 11 (9): 1143–1149. doi :10.1038/ncb1929. PMID  19684575. S2CID  205286867.(Fe de erratas:  doi : 10.1038/ncb1009-1272b, PMID  19684575, Retraction Watch)
  16. ^ Hoyle NP, Castelli LM, Campbell SG, Holmes LE, Ashe MP (octubre de 2007). "Relocalización dependiente del estrés de mRNPs cebados traduccionalmente a gránulos citoplasmáticos que son cinética y espacialmente distintos de los P-bodies". The Journal of Cell Biology . 179 (1): 65–74. doi :10.1083/jcb.200707010. PMC 2064737 . PMID  17908917. 
  17. ^ Liu J, Valencia-Sanchez MA, Hannon GJ, Parker R (julio de 2005). "Localización dependiente de microARN de ARNm específicos en P-bodies de mamíferos". Nature Cell Biology . 7 (7): 719–723. doi :10.1038/ncb1274. PMC 1855297 . PMID  15937477. 
  18. ^ Liu J, Rivas FV, ​​Wohlschlegel J, Yates JR, Parker R, Hannon GJ (diciembre de 2005). "Un papel para el componente GW182 del cuerpo P en la función de los microARN". Nature Cell Biology . 7 (12): 1261–1266. doi :10.1038/ncb1333. PMC 1804202 . PMID  16284623. 
  19. ^ Sen GL, Blau HM (junio de 2005). "Argonaute 2/RISC reside en sitios de desintegración del ARNm de mamíferos conocidos como cuerpos citoplasmáticos". Nature Cell Biology . 7 (6): 633–636. doi :10.1038/ncb1265. PMID  15908945. S2CID  6085169.
  20. ^ abcd Eystathioy T, Jakymiw A, Chan EK, Séraphin B, Cougot N, Fritzler MJ (octubre de 2003). "La proteína GW182 se colocaliza con las proteínas asociadas a la degradación del ARNm hDcp1 y hLSm4 en los cuerpos GW citoplasmáticos". ARN . 9 (10): 1171–1173. doi :10.1261/rna.5810203. PMC 1370480 . PMID  13130130. 
  21. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as Youn JY, Dunham WH, Hong SJ, Knight JD, Bashkurov M, Chen GI, et al. (febrero de 2018). "El mapeo de proximidad de alta densidad revela la organización subcelular de los gránulos y cuerpos asociados al ARNm". Molecular Cell . 69 (3): 517–532.e11. doi : 10.1016/j.molcel.2017.12.020 . PMID  29395067.
  22. ^ abcd Kedersha N, Stoecklin G, Ayodele M, Yacono P, Lykke-Andersen J, Fritzler MJ, et al. (junio de 2005). "Los gránulos de estrés y los cuerpos de procesamiento son sitios vinculados dinámicamente de remodelación de mRNP". The Journal of Cell Biology . 169 (6): 871–884. doi :10.1083/jcb.200502088. PMC 2171635 . PMID  15967811. 
  23. ^ ab Zhang B, Shi Q, Varia SN, Xing S, Klett BM, Cook LA, Herman PK (julio de 2016). "La regulación dependiente de la actividad de la estabilidad de la proteína quinasa por la localización en cuerpos P". Genética . 203 (3): 1191–1202. doi :10.1534/genetics.116.187419. PMC 4937477 . PMID  27182950. 
  24. ^ abcd Cougot N, Babajko S, Séraphin B (abril de 2004). "Los focos citoplasmáticos son sitios de desintegración del ARNm en células humanas". The Journal of Cell Biology . 165 (1): 31–40. doi :10.1083/jcb.200309008. PMC 2172085 . PMID  15067023. 
  25. ^ Yang Z, Jakymiw A, Wood MR, Eystathioy T, Rubin RL, Fritzler MJ, Chan EK (noviembre de 2004). "GW182 es fundamental para la estabilidad de los cuerpos GW expresados ​​durante el ciclo celular y la proliferación celular". Journal of Cell Science . 117 (Pt 23): 5567–5578. doi : 10.1242/jcs.01477 . PMID  15494374.
  26. ^ Kucherenko MM, Shcherbata HR (enero de 2018). "La regulación de Rbfox1/A2bp1 por miR-980 dependiente del estrés promueve la formación de gránulos de ribonucleoproteína y la supervivencia celular". Nature Communications . 9 (1): 312. Bibcode :2018NatCo...9..312K. doi :10.1038/s41467-017-02757-w. PMC 5778076 . PMID  29358748. 

Lectura adicional