La proteína única actúa como una bomba interna de protones en un pariente microbiano distante

Los investigadores investigaron el grupo de microorganismos clasificados como Archaea de Asgard, y encontraron una proteína en su membrana que actúa como una bomba miniatura activada por luz. La proteína esquizorhodopsina atrae protones al cuerpo de los organismos. Esta investigación podría conducir a nuevas herramientas biomoleculares para controlar el pH en células o microorganismos, y posiblemente más.

Archaea de Asgard son relativamente nuevos para la ciencia, pero son antiguos e importantes para nosotros en más de un sentido. Son organismos unicelulares y se encontraron originalmente en el fondo del océano. Archaea de Asgard son lo que se conoce como procariotas, no tienen un núcleo celular, pero a pesar de esto, están genéticamente cerca de organismos unicelulares llamados eucariotas que sí contienen un núcleo celular. Son como un análogo moderno de un ancestro común antiguo.

La carrera está en marcha para investigar estos organismos pequeños pero significativos. El profesor asociado Keiichi Inoue del Instituto de Física del Estado Sólido de la Universidad de Tokio, el profesor Hideki Kandori del Instituto de Tecnología de Nagoya y su equipo decidieron estudiar una característica de Archaea de Asgard que aunque no es exclusivo de ellos, es especialmente interesante en su caso, y que son proteínas fotorreceptoras o sensibles a la luz llamadas rodopsinas. Los organismos viven en el fondo de los océanos y lagos, por lo que es sorprendente que necesiten algún tipo de sensibilidad a la luz.

“Exploramos la función molecular de las rodopsinas especiales en Archaea de Asgard llamaron esquizorhodopsinas y descubrieron que actuaban como bombas microscópicas activadas por la luz “, explicó Inoue.” La esquizorhodopsina usa energía solar para absorber un protón en la célula a lo largo de una vía dentro de la proteína. Muchos procariotas como las bacterias y otras arqueas usan rodopsinas para bombear protones, pero encontramos esta nueva forma caracterizada en Archaea de Asgard particularmente interesante “.

Como la escala en la que se produce esta función es nanoscópica, se requirieron técnicas de medición sofisticadas con alta sensibilidad y alta resolución temporal. Inoue, Kandori y su equipo utilizaron un método llamado fotólisis con flash láser que utiliza luz láser pulsada para estimular las reacciones. El cambio de color en la proteína afectada por la luz láser fue monitoreado por sensores sensibles. Estos detectaron la presencia y la naturaleza de la activación de corta duración de la esquizorhodopsina.

“Estos hallazgos nos ayudarán a comprender mejor los mecanismos de transporte de protones y otros iones. Además, la esquizorhodopsina podría convertirse en una herramienta molecular útil para los investigadores”, comentó Inoue. “Por ejemplo, en optogenética, que es una nueva metodología para controlar varios fenómenos celulares con luz. Las esquizordopsinas también podrían usarse para controlar el pH dentro de las células o microorganismos con luz, ya que el pH puede alterarse cambiando la concentración de protones”.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionado por Universidad de tokio. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

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