Biología mecánica// Estudio de investigador U. Mayor sobre proteína clave en el sistema muscular es publicado en la prestigiosa revista Nature Communications

 

 

 

Estudiar la molécula llamada titina y su función en el sistema muscular fue el objetivo de una investigación en la que participó el Dr. Andrés Rivas Pardo, académico del Centro de Genómica y Bioinformática de la Universidad Mayor, junto a científicos alemanes y españoles. Y dada la relevancia de sus hallazgos, el paper fue publicado en la edición de mayo de la prestigiosa revista especializada Nature Communications.

 

La investigación se realizó recurriendo a la biología mecánica, siendo el resultado principal el desarrollo del primer modelo experimental realizado en ratones que permite el análisis directo de la función mecánica de las proteínas en organismos vivos.

 

De esta forma, los expertos -pertenecientes a la U. de Columbia (EE.UU.), U. de Muenster (Alemania), U. de Semmelweis (Hungría), el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (España) y la U. Mayor– descubrieron que la proteína titina juega dos roles a nivel de los músculos en los mamíferos, y no solo uno, como se sabía hasta ahora: una función a nivel estructural del músculo estriado (conjunto del músculo esquelético y el músculo cardíaco) y otra en el desarrollo de fuerzas mecánicas al interior del músculo.

 

“La titina resulta ser una de las proteínas más importantes dentro de la fisiología muscular, actualmente denominada el tercer filamento del músculo. Siempre en biología se habla de dos moléculas principales, actina y miosina, pero a partir de unos diez años atrás se ha comenzado a mencionar la función de la titina, atraídos por el hecho de que es uno de los genes más grandes que tenemos en nuestro genoma”, explica el Dr. Rivas Pardo.

 

En ese sentido, indica que “hoy hay un gran interés por la comunidad científica de entender cómo funciona y cómo esta molécula elástica controla y opera al interior del músculo, además de que en 2012 se determinó que uno de los genes que sufren mayor número de mutaciones en humanos es precisamente la titina, dada su gran magnitud con más de 363 cajas exónicas, 100 Kpb de largo y más de 33.000 aminoácidos”.

 

¿Cómo lo hicieron? El bioquímico y científico de la U. Mayor explica que “lo que realizamos fue diseñar un modelo animal, con el apoyo de personas que se dedican a la ingeniería de ratones, e implementar un knock-in, que corresponde a introducir en un animal una secuencia foránea que en este caso incluye elementos prediseñados por biología molecular. Este cassete incorporado en el animal permite realizar una serie de ensayos que buscan probar del papel mecánico de proteínas elásticas. En nuestro caso, el ‘cassette genético’, lo implementamos para estudiar la proteína elástica del corazón, la titina.

 

 

Al término del experimento, los científicos se dieron cuenta de que la titina no solo es esencial en la organización estructural de los músculos -como se sabía hasta ahora-, sino que también en el proceso de elasticidad o estiramiento de los músculos.

 

“Y eso es algo bien interesante, porque cuando uno piensa en el músculo, uno tiende a pensar en un músculo que se contrae, pero para cada músculo que se contrae hay un músculo opuesto que se estira. Entonces, por ejemplo, levantar un objeto con el brazo involucra contraer el bícep, pero involucra por otro lado, estirar el músculo opuesto, que es el trícep, que está justo por debajo”, sostiene.

 

Así, el biólogo explica que todos los músculos funcionan de manera opuesta, “y nos dimos cuenta de que la titina es crucial para el proceso de estiramiento. De hecho, ahora nuestros colaboradores en Alemania están trabajando en el sentido contrario, es decir, ver cuál es el proceso útil para la contracción, y han logrado resultados muy interesantes que podrían cambiar la visión que tenemos respecto a cómo los músculos funcionan”.