cicCartuja Centro de Investigaciones Científicas de la cartuja

Carotenoid deficiency triggers autophagy in the model green alga...

Carotenoid deficiency triggers autophagy in the model green alga Chlamydomonas reinhardtii

María Esther Pérez-Pérez, Inmaculada Couso, José Luis Crespo

Autophagy 2012, Vol. 10, 376-388

IBVF

La autofagia es un proceso presente en todos los organismos eucariotas, mediante el cual la célula degrada y recicla parte de su material interno como respuesta a situaciones de estrés ambiental o nutricional. Empleando el alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii como sistema modelo, el grupo de José Luis Crespo, Científico Titular del CSIC en el IBVF, ha demostrado que la autofagia participa en la adaptación de los organismos fotosintéticos al estrés por alta intensidad de luz.

Plantas y algas obtienen energía y asimilan CO₂ mediante la fotosíntesis. Sin embargo, este proceso lleva asociada la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) cuya acumulación puede causar un estrés oxidativo en la célula. Para prevenir este daño foto-oxidativo, plantas y algas producen unos pigmentos llamados carotenoides, capaces de amortiguar la formación de ROS durante la fotosíntesis.  

En el estudio, llevado a cabo junto a las investigadoras María Esther Pérez Pérez e Inmaculada Couso, se demuestra que la ausencia de carotenoides en Chlamydomonas induce la autofagia como consecuencia de la acumulación nociva de ROS en la célula.  De esta forma, se degradarían componentes celulares que han sufrido daño oxidativo y cuya presencia disminuye la viabilidad de la célula.  Éste es, por tanto, el primer estudio que asocia la activación de la autofagia con el estrés foto-oxidativo en organismos fotosintéticos.

El grupo del Doctor Crespo ha identificado la autofagia en microalgas y, en la actualidad, estudia la regulación de este proceso por distintos tipos de estrés celular y por proteínas señalizadoras, como la quinasa TOR, principal regulador de la autofagia en eucariotas fotosintéticos y no fotosintéticos. TOR (que viene del inglés Target of Rapamycin) es una proteína que se encuentra conservada en todos los eucariotas, incluidos los mamíferos, y que regula una cascada de señalización encargada de trasmitir a las células la disponibilidad de nutrientes para activar todo el proceso de crecimiento celular. 

Por otra parte, las investigaciones que ha realizado este grupo con la microalga Chlamydomonas han sido claves no solamente para entender los procesos biológicos de la autofagia en organismos fotosintéticos, sino que podría tener importancia, además, para los científicos interesados en la búsqueda de nuevos biocombustibles, debido a la acumulación de lípidos en este tipo de microorganismos.

Lea aquí el reportaje publicado por Cartuja Innova sobre el grupo que dirige José Luis Crespo.

• Imaging Saturation Transfer Difference (STD) NMR: affinity and... IIQ Serena Monaco et al.
• Highly Anisotropic Organometal Halide Perovskite Nanowalls... ICMS Javier Castillo et al.
• Characterization of Re-Mo/ZSM-5 catalysts: How Re improves the... ICMS A. López et al.
• Discovery of a Ni2+ -dependent guanidine hydrolase in bacteria IBVF D. Funck et al.
• A complex network of interactions governs DNA methylation... IBVF Colin Farrell et al.
• Photosynthetic assimilation of CO2 regulates TOR activity IBVF Manuel J. Mallén et al.
• New insights into the evolution of the electron transfer from cyto... IBVF Carmen Castell et al.
• Tudor staphylococcal nuclease is a docking platform for stress... IBVF Emilio Gutiérrez et al.
• Role of a cryptic tRNA gene operon in survival under translational... IBVF Javier Santamaría Gómez et al.
• NleB/SseK-catalyzed arginine-glycosylation and enteropathogen... IIQ Ana García et al.