Entender y controlar el envejecimiento es la aspiración de muchos científicos. Investigadores del Biozentrum de la Universidad de Basilea han descubierto ahora que la proteína Gcn4 disminuye la síntesis de proteínas y prolonga la vida de las células de levadura. Comprender cómo los genes individuales afectan la vida útil abre nuevas formas de controlar el proceso de envejecimiento y la aparición de enfermedades relacionadas con el envejecimiento. Los resultados de este estudio han sido publicados recientemente en Comunicaciones de la naturaleza.
Desde hace unos cien años se sabe que la restricción de nutrientes y el estrés moderado pueden prolongar significativamente la vida. Los investigadores dirigidos por la Prof. Mihaela Zavolan y la Prof. Anne Spang, ambas del Biozentrum de la Universidad de Basilea, han descubierto cómo el factor de transcripción Gcn4, una proteína que regula la expresión de muchos genes, alarga la vida de la levadura de panadería Saccharomyces cerevisiae . En diversas situaciones de estrés, las células estimulan la producción de Gcn4, lo que reduce la biosíntesis de nuevas proteínas y aumenta la vida útil de la levadura.
El factor de transcripción reprime la síntesis de proteínas.
Desde hace tiempo se sabe que la síntesis de proteínas, también conocida como traducción, juega un papel importante en el envejecimiento. La inhibición de la síntesis de proteínas, provocada, por ejemplo, por una ingesta reducida de nutrientes, puede tener un efecto positivo en la esperanza de vida de diversos organismos, como levaduras, moscas, gusanos o peces. La reducción de los ribosomas, las fábricas de proteínas de la célula, también puede prolongar considerablemente la vida útil de las células de levadura.
Lo que estos estreses celulares tienen en común es que activan la producción de Gcn4. Sin embargo, aún no está claro cómo esta proteína promueve la longevidad.
En su estudio, el equipo que trabaja con Zavolan expuso células de levadura a diferentes condiciones de estrés, midió su vida útil, las tasas de síntesis de proteínas y la expresión de Gcn4. «Observamos que el nivel de la proteína Gcn4 se correlacionó positivamente con la longevidad de las células de levadura», dice Mihaela Zavolan, profesora de biología computacional y de sistemas.
«Sin embargo, queríamos entender por qué. Ahora hemos demostrado por primera vez que es la supresión transcripcional de genes que son importantes para la síntesis de proteínas celulares por parte de Gcn4 lo que parece explicar su efecto de extensión de la vida útil. Como la maquinaria de traducción está limitando , la producción intensiva de energía de nuevas proteínas se amortigua en general». Desde el punto de vista de las células de levadura, esto es una ventaja: les permite vivir un 40 por ciento más de lo habitual.
El factor de transcripción está altamente conservado en muchos organismos.
El factor de transcripción Gcn4 se conserva en más de 50 organismos diferentes, incluidos los mamíferos, y probablemente también desempeñe un papel importante en el envejecimiento de estos organismos.
El grupo de Zavolan ahora investigará si el homólogo de mamíferos ralentiza el envejecimiento de manera similar y extiende la vida útil al regular los genes de síntesis de proteínas en respuesta a los nutrientes y el estrés.
