Nature Communications. Una técnica desarrollada en el CNIO desvela cómo afecta la metilación al ‘trabajo’ de las proteínas en las células

Division de una célula madre embrionaria (izquierda). Alteraciones en la metilación de proteinas causan defectos en su división celular (derecha). / CNIO.

Las proteínas son como los empleados más trabajadores de nuestras células. Realizan importantes tareas que mantienen nuestro organismo en perfecto funcionamiento. Pero el funcionamiento de las proteínas no sólo depende de sus componentes básicos, los aminoácidos. Las proteínas pueden sufrir cambios que afectan a su funcionamiento. Uno de estos cambios se llama metilación, que consiste en añadir un pequeño grupo químico, el grupo metilo, a ciertas partes de la proteína.

La metilación de proteínas es un proceso cuidadosamente controlado que ocurre en todos los seres vivos, desde las bacterias más pequeñas hasta los seres humanos. Suele producirse en aminoácidos específicos, como la lisina y la arginina, y la llevan a cabo enzimas especiales denominadas metiltransferasas. Estas enzimas unen grupos metilo a aminoácidos específicos, lo que cambia la estructura y la función de la proteína.

Gracias a la metilación, las células madre embrionarias pueden convertirse en los diferentes tipos de células en el cuerpo

La metilación de proteínas interviene en muchas actividades importantes dentro de las células, como controlar qué genes se activan o desactivan, ayudar a reparar el ADN dañado y enviar señales dentro de la célula. Estudios recientes han demostrado que la metilación de ciertas proteínas en células madre embrionarias es importante para mantenerlas en un estado flexible, en el que pueden convertirse en diferentes tipos de células del cuerpo.

La proteómica tiene herramientas que ayudan a identificar las proteínas que han sido metiladas, y dan pistas sobre lo que esos cambios significan para la función de la proteína.

Comparando las proteínas de diferentes muestras se pueden encontrar patrones de metilación asociados a procesos específicos en el interior de las células, o a enfermedades. Esta información es muy valiosa para comprender cómo funciona la metilación de proteínas en diferentes situaciones. Sin embargo el conocimiento actual de la metilación de proteínas es limitado, porque las tecnologías proteómicas tradicionales sólo detectan una pequeña fracción de las proteínas que han sido metiladas.

El nuevo método muestra cómo cambia la estructura de las proteínas con la metilación

Para superar esta limitación, Cristina Sayago, investigadora del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), y Javier Muñoz, del CNIO y el IIS BIOBIZKAIA, han liderado el desarrollo de un nuevo método llamado perfil térmico de proteínas, que analiza cómo la metilación de una proteína afecta a su capacidad para mantener su estructura a diferentes temperaturas.

La metilación puede cambiar la forma en que las proteínas interactúan con otras moléculas, cómo funcionan y cómo se pliegan. Así, estudiando cómo cambia la estabilidad de la proteína con la metilación, los científicos pueden saber más sobre lo que hace la proteína y cómo se regula.

Actuar sobre la metilación puede ser una estrategia prometedora para desarrollar nuevos tratamientos

En este estudio, los investigadores utilizaron perfiles térmicos de proteínas para estudiar células madre embrionarias. Descubrieron que la metilación interviene en importantes actividades celulares, como la interacción entre el ARN y las proteínas, el control del crecimiento y la división celular y la organización de los cromosomas. Las conclusiones de este estudio tienen aplicaciones prácticas en la investigación del cáncer y otras enfermedades en las que centrarse en la metilación podría ser una estrategia prometedora para desarrollar nuevos tratamientos. El enfoque desarrollado por los investigadores también se puede utilizar para estudiar otros tipos de cambios y modificaciones que pueden ocurrir en las proteínas.

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