Científicos japoneses han descubierto cómo la proteína Xkr4 es activada por iones de calcio para enviar una señal a las células inmunitarias para que limpien las células muertas. Este hallazgo, que demuestra el papel único del calcio en la membrana celular, podría proporcionar nuevos conocimientos sobre los mecanismos de limpieza celular.
Los científicos han descubierto que el calcio extracelular media la activación de una proteína de membrana que ondea la bandera que señala la muerte celular.
Un equipo de investigación dirigido por científicos del Instituto de Ciencia de Materiales Celulares Integrados (iCeMS) de la Universidad de Kioto en Japón ha descubierto mecanismos por los que las células muertas activan una proteína que desencadena una señal de «cómeme» a las células inmunitarias para limpiar los desechos. Los resultados fueron publicados recientemente en la revista Comunicaciones de la naturaleza.
Papel de la proteína Xkr4 en la muerte celular
La proteína se llama Xkr4 y es una de las proteínas de la familia Xkr que se encuentran en las membranas celulares. Xkr4 transporta el fosfolípido fosfatidilserina desde el interior de la membrana celular, donde normalmente se encuentra, hacia el exterior. La translocación de fosfatidilserina al exterior de la membrana es una señal de que la célula está muriendo, lo que atrae a los fagocitos que devoran los restos.
El calcio extracelular ingresa a una bolsa en la zona de codificación transmembrana, lo que lleva a la activación de la codificación. Esto expone la fosfatidilserina (PS) en la superficie celular, que sirve como sello distintivo para eliminar células no deseadas. Crédito de la imagen: Mindy Takamiya/iCeMS, Universidad de Kyoto
Proceso de activación xkr4
Los investigadores descubrieron previamente que para actuar como un codificador de fosfatidilserina, primero se debe escindir la cola citoplásmica C-terminal de Xkr4, formando un dímero con otro Xkr4 y exponiendo el sitio de unión. Este sitio de unión luego se conecta a otro fragmento de proteína llamado XRCC4.
Sin embargo, la unión de XRCC4 a Xkr4 por sí sola no es suficiente para activar Xkr4 en la configuración experimental. Esto indica que se necesita otro componente.
El papel de los iones de calcio.
El equipo de investigación en Japón descubrió que se necesitan iones de calcio para permitir la activación de Xkr4. Los iones de calcio cargados positivamente fuera del entorno celular están unidos a tres iones cargados negativamente. Aminoácidos En dos hélices de la proteína Xkr4. Esta unión cambia Xkr4 a un estado completamente activado desde el estado intermedio.
«Descubrimos que el calcio extracelular actúa como un pegamento molecular para las hélices transmembrana Xkr4, activándolas», explicó Jun Suzuki, bioquímico de iCeMS.
El inesperado papel del calcio y futuras investigaciones
Lo sorprendente es que se sabe que el calcio extracelular participa en la regulación de la actividad de las proteínas fuera y dentro del entorno celular, pero no dentro de la propia membrana celular. «Aquí, inesperadamente, encontramos que el calcio extracelular se infiltra en las regiones de las proteínas transmembrana para unirse a dos hélices transmembrana», dijo Suzuki.
El estudio también sugiere que los iones de calcio pueden ser importantes para la activación de otros miembros de la familia de proteínas Xkr, específicamente Xkr8 y Xkr9, lo que puede ayudar a dilucidar los mecanismos por los cuales funcionan estas y otras proteínas scramblase.
El siguiente paso del equipo es examinar la función de Xkr4 en las neuronas y explorar su papel en el cerebro.
Referencia: “El calcio extracelular actúa como pegamento molecular para que las hélices transmembrana activen la scramblasa Comunicaciones de la naturaleza.
doi: 10.1038/s41467-023-40934-2
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