El ferro és un metall essencial per als organismes i, a la vegada, és tòxic, la qual cosa implica que la disponibilitat intracel·lular i el seu emmagatzematge han d'estar fermament sotmesos a regulació. Des dels organismes procariotes (bacteris) fins als organismes superiors més complexos, la manca de ferro desencadena complicades respostes genètiques per promoure l'absorció de ferro intracel·lular i el seu aprofitament.

El Grup de Recerca en Estrès Oxidatiu i Cicle Cel·lular del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (CEXS) de la UPF, que lidera Elena Hidalgo conjuntament amb José Ayté , ambdós coautors d'un treball que s'ha publicat el a la revista PLOS Genetics aquest més de març, ha estudiat la resposta del llevat Schizosaccharomyces pombe per fer front a la privació del ferro i els diferents tipus de regulació dels programes cel·lulars d'expressió gènica.  Els investigadors postdoctorals Javier Encinar del Dedo i Natalia Gabrielli són primers autors d'aquest treball.

En aquest estudi, els autors han fet una "dissecció molecular completa dels components i els esdeveniments que regeixen aquesta cascada de senyalització cel·lular en el llevat S. pombe", ha explicat Hidalgo. 

La cèl·lula s'adapta segons sigui la biodisponibilitat de ferro

Cada tipus cel·lular respon de diferents maneres a l'escassetat de ferro. En els organismes eucariotes, com ara l'unicel·lular S. pombe, dos repressors transcripcionals, Php4 i Fep1, s'encarreguen de regular aquest procés, pel qual es bloqueja el consum/emmagatzematge i s'indueix la importació de ferro, respectivament, de manera que quan escasseja aquest metall tan necessari Php4 s'ha d'activar i Fep1 s'ha d'inactivar.  

Un únic complex proteic, Grx4-Fra2, s'encarrega de regular els dos repressors.  Així, el dímer de proteïnes Grx4-Fra2, del qual el ferro és un element essencial, detecta l'esgotament d'aquest metall a l'interior cel·lular activa Php4 i inactiva Fep1, amb l'objectiu final d'induir una resposta adaptativa de supervivència a l'escassetat de ferro.

Hidalgo i Ayté destaquen, "totes les proteïnes d'aquestes cascades de senyalització (Grx4, Fra2, Fep1 y Php4) contenen ferro en la seva estructura, de manera que quan hi ha mancança d'aquest metall dins la cèl·lula, aquestes proteïnes ho poden regular perdent el ferro de la seva pròpia molècula".

Aquests complexos mecanismes moleculars ajuden la cèl·lula a que s'adapti a les fluctuacions d'aquest metall tòxic de manera que, només s'activa la seva importació quan hi ha escassetat de ferro per tal d'evitar la seva acumulació i toxicitat.

Encinar del Dedo J, Gabrielli N, Carmona M, Ayté J, Hidalgo E., (2015),  " A cascade of iron-containing proteins governs the genetic iron starvation response to promote iron uptake and inhibit iron storage in fission yeast", PLOS Genetics, 25;11(3):e1005106. doi: 10.1371/journal.pgen.1005106.

Altres e-notícies de recerca relacionades:

Un estudi revela la funció de la frataxina, una proteïna implicada en l'atàxia de Friedreich