Jorge Arreola y el estudio de los canales de proteínas
Por Roxana de León
San Luis Potosí, San Luis Potosí. 14 de marzo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- La membrana plasmática es la encargada de proteger el interior de las células, así como de intercomunicarse con otras células a través de neurotransmisores, enzimas, hormonas, entre otros. Aprender de su funcionamiento permite comprender la naturaleza propia de los procesos fisiológicos y poder determinar el origen de algunos padecimientos humanos. En el Laboratorio de Biofísica de Canales de Cloruro, del Instituto de Física de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP), el doctor Jorge Arreola Gómez y su equipo de trabajo buscan conocer el comportamiento de los canales de cloruro, al enfrentarse a diferentes componentes químicos.
En la literatura se han reportado problemas médicos asociados con fallas en los canales de cloruro que generan canalopatías, por ejemplo mal funcionamiento en el sistema musculoesquelético. Con su investigación, este equipo de investigadores busca generar conocimiento que permita sentar las bases para que, en área clínica, puedan establecer soluciones a estas enfermedades producidas por los canales.
Arreola Gómez estudió la carrera de químico fármaco biólogo en la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), unidad Xochimilco, en la Ciudad de México. Posteriormente cursó estudios de maestría y doctorado en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), en el área de farmacología. Al concluir su especialización, realizó una estancia en la Universidad de Rochester, en Nueva York. En 1996 se incorporó al Instituto de Física de la UASLP, donde se dedica, desde entonces, a la investigación de la estructura, función y regulación de canales iónicos activados por voltaje y por ATP. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con el nivel III.
El doctor Jorge Arreola Gómez se considera fisiólogo, un especialista en el funcionamiento de las proteínas de la membrana plasmática. “En el laboratorio estudiamos una proteínas que se conocen como canales iónicos, esas proteínas se encuentran embebidas en la membrana de casi todas las células y la función de esas proteínas es dejar salir los iones de nuestras células. Esa entrada y salida es extraordinariamente importante, porque toda la actividad eléctrica que genera nuestro sistema nervioso central o el corazón para iniciar la contracción de nuestros músculos o toda la transducción sensorial, se debe justamente al movimiento de los iones a través de la membrana”, comentó.
Agregó que las proteínas en general no siempre están abiertas, se abren durante periodos muy breves de tiempo y durante ese periodo es que los iones pueden fluir, donde el paso se logra a través de un túnel, "imaginemos que es como un cilindro metido en la membrana con un túnel en el centro", ese túnel es el que usa el ion para pasar. Por otro lado, el flujo, esto es el número de iones por unidad de tiempo que pasa a través de ese túnel, es del orden de 10 a 30 millones por segundo, donde la dirección del flujo se lo da el gradiente químico (diferencia de concentración de iones a través de la membrana) y el gradiente eléctrico.
¿Por qué es importante estudiar estas proteínas?
Equipo para manipulación de proteínas.“Lo que nosotros tratamos de entender no es solo el flujo sino cómo se abren y se cierran; resulta entonces muy importante determinar qué controla esta apertura y cierre de estas proteínas. Un ejemplo clásico que se entiende muy bien es la diferencia de voltaje a través de la membrana, ya que esta mide unos cuatro a cinco nanómetros (nm) de grosor y dentro están las proteínas que están sintiendo la diferencia de potencial de hasta 100 mv, y en el caso de la membrana de la mitocondria llega a ser de hasta -160 mv. Entonces las proteínas al estar hechas de aminoácidos, algunos con carga, le permite a la proteína cambiar de forma o responder ante variaciones en el voltaje, tal que sufre rearreglos o cambios de conformación que le permiten pasar a la proteína del estado cerrado al estado abierto. Cuando eso sucede, la proteína deja pasar esos 10 o 30 millones de iones por segundo que permiten que nuestra neurona haga lo que sepa hacer. Lamentablemente no lo podemos ver, ya que el tiempo de residencia de un ion en el poro es de microsegundos o menos, experimentalmente no hay forma de que se pueda ver el ion”, agregó el investigador.
Proyectos para 2016
Actualmente, y en colaboración con los doctores Gloria Patricia Pérez Cornejo, Ulises M. Villarreal, Aldo Rodríguez Menchaca y Ricardo Guirado, conforma un grupo de investigación que propone estudiar, experimentalmente y prácticamente, lo que sucede a nivel de la membrana, su forma, la fisiología, cuál es la interacción de sus proteínas con sus lípidos, lípidos con lípidos, proteínas con proteínas; esto gracias al apoyo del programa de Cátedras del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
Agregó que “otro proyecto que tenemos tiene que ver con unos receptores llamados receptores purinérgicos, son muy complicados e interesantes y responden al ATP que normalmente se encuentra en el lado citoplasmático porque es la fuente de energía de las células”.
Finalmente, el doctor Jorge Arreola agregó que: “Estamos en un momento donde se requieren de herramientas más moleculares, más cuantitativas”.
Equipo de trabajo.
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