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PID2021-122311NB-I00 - Caracterización de nuevas funciones del glutatión en el mantenimiento de la proteostasis
Resumen: El correcto funcionamiento de todos los procesos celulares depende de las interacciones coordinadas de proteínas y, por tanto, desequilibrios en la homeostasis de las proteínas (proteostasis) subyacen a la patogénesis de diversos trastornos humanos como el cáncer, la diabetes o las enfermedades neurodegenerativas. En muchas de estas patologías, la alteración de la proteostasis conlleva la agregación aberrante de proteínas específicas que, en última instancia, es la causa de la enfermedad. Nuestro grupo ha descubierto un papel protector del glutatión reducido (GSH) y la glutatión reductasa (GSR-1) en modelos de agregación de proteínas en levaduras, C. elegans y células de mamíferos. Hemos demostrado que el GSH modula la actividad del factor de transcripción HLH-30, principal regulador de la autofagia, controlando el estado redox del residuo de cisteína único de HLH-30. Por lo tanto, una limitación en la disponibilidad de GSH compromete la degradación de los agregados de proteínas dependiente de la autofagia, confirmando la importancia del GSH en la eliminación de proteínas mal plegadas. Es importante destacar que nuestros resultados más recientes han identificado funciones adicionales del GSH en el mantenimiento de la proteostasis, tanto dependientes como independientes de HLH-30. El objetivo principal de este proyecto es profundizar en el estudio de estos nuevos mecanismos protectores dependientes de GSH. Para ello, esta propuesta se articula en tres hitos principales: 1) Caracterización de un nuevo mecanismo que permite la supervivencia de mutantes de gsr-1: Los mutantes de C. elegans que carecen de GSR-1, la enzima que recicla GSH, son letales y deben mantenerse como cepas balanceadas. Hemos descubierto que mutaciones en la ruta de degradación del ARNm con codones de parada (NMD), un mecanismo centinela celular que mantiene la integridad del transcriptoma, suprime el fenotipo letal de los mutantes gsr-1. Proponemos caracterizar los componentes de este mecanismo supresor, inhibido por la vía NMD, en diferentes modelos de agregación proteica. 2) Evaluación de una regulación indirecta de HLH-30 mediada por GSH: Diversos tratamientos inducen la translocación nuclear permanente y activación transcripcional de HLH-30. Sin embargo, la eliminación del GSH con dietil maleato (DEM) provoca una localización nuclear transitoria de HLH-30 que se revierte rápidamente poco después de la exposición. Exploraremos en profundidad este mecanismo redox único, que depende de la disponibilidad de GSH, y que hipotetizamos opera a través de interactores de HLH-30 aún no identificados, ya que no requiere de su único residuo de cisteína. 3) Estudio de nuevas rutas que median el efecto protector de GSH en modelos de gusanos de agregación de proteínas: En esta sección, nuestro objetivo es explorar la implicación del GSH en vías que ya hemos identificado que afectan la proteostasis, pero cuya regulación redox aún se desconoce. Así, caracterizaremos el papel del GSH en la formación de exoferas, un proceso recientemente descubierto por el cual las células expulsan contenidos citoplasmáticos tóxicos como mitocondrias dañadas o agregados de proteínas. Además, exploraremos si el aumento de la síntesis de GSH por las rutas de incorporación de cistina y/o transulfuración mejora la respuesta proteostática del organismo. Finalmente, abordaremos el papel de IST-1, un miembro poco estudiado de la vía de la insulina, en el mantenimiento de la proteostasis redox
FI: Antonio Miranda Vizuete / PROYECTOS DE GENERACIÓN DE CONOCIMIENTO 2021 - MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACIÓN D:211.750,00€ Proyectos
