El gen neuronal Arc deriva d’un llinatge de retrotransposons

El gen Arc, que s’expressa en neurones, participa en diverses formes de plasticitat sinàptica. D’una banda, això li confereix rellevància en el desenvolupament neuronal i també en la memòria a llarg termini. Les sigles Arc es refereix al fet que és una proteïna d’activitat regulada per l’associació amb citoesquelet. La rellevància d’aquesta proteïna en diverses malalties neurològiques l’ha fet objecte d’una intensa recerca. Jason D. Sheperd ha coordinat una investigació sobre la funció molecular d’aquest gen i del seu producte gènic, la proteïna Arc, en la qual han comprovat que es tracta d’un gen evolucionat a partir d’un retrotransposó. El gener del 2017 trameteren els resultats a la revista Cell que, després d’un procés de revisió, els publica ara en forma d’article.

La proteïna Arc és capaç de mediar en la transferència intercel·lular de l’ARN missatger del gen Arc, tal com ho fan els retrovirus

Vesícules extracel·lulars transfereixen l’ARN missatger del gen Arc

El Laboratori de Shepherd mostra com el gen Arc té la capacitat d’autoensamblar-se, en forma d’ARN, dins de càpsides, que són emeses per la cèl·lula dins de vesícules. Aquestes vesícules contenen, doncs, en l’interior tant l’ARN missatger del gen Arc com la proteïna Arc.

Aquest sistema de transferència en vesícules ACBAR fa que el gen Arc d’una neurona donadora pugui arribar a una neurona receptora adjacent. En la neurona receptora, el contingut vesicular és alliberat al citoplasma, i l’ARNm pot ésser traduït en els ribosomes donant lloc a la síntesi de proteïnes Arc.

Si per comptes d’exposar una neurona a aquestes vesícules, se les exposa a càpsides Arc purificades, aquestes també són endocitades, i es realitza la transferència de l’ARNm contingut en elles.

La proteïna Arc actua com ho fan les proteïnes Gag retrovirals

El genoma dels retrovirus conté tres gens principals, que codifiquen per a tres proteïnes fonamentals: Gag, Pol i Env. La proteïna Pol és l’enzim responsable de la replicació del genoma retroviral i de la seva integració en el genoma cel·lular hoste. La proteïna Env és la proteïna de l’embolcall que permetrà la partícula retroviral d’infectar una cèl·lula. La proteïna Gag participa en l’ensamblatge de la càpside viral.

Pastuzyn et al. remarquen la similitud entre les propietats moleculars de la proteïna Arc i de les proteïnes retrovirals Gag.

El gen Arc deriva d’un llinatge de retrotransposons Ty3/gypsy

L’anàlisi evolutiva realitzada per Pastuzyn et al. a la llum de les seves descobertes indica que el gen Arc deriva d’un llinatge de retrotransposons Ty3/gypsy, present en els genomes de vertebrats. Els retrotransposons Ty3/gypsy són també a l’origen dels retrovirus. Així doncs,
Arc és el resultat de l’evolució d’un retroelement Gag que ha arribat a participar de manera essencial en la comunicació intercel·lular en el sistema nerviós.

Lligams:

The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer. Elissa D. Pastuzyn, Cameron E. Day, Rachel B. Kearns, Madeleine Kyrke-Smith, Andrew V. Taibi, John McCormick, Nathan Yoder, David M. Belnap, Simon Erlendsson, Dustin R. Morado, John A.G. Briggs, Cédric Feschotte, Jason D. Shepherd.
Cell 172 p275-288.e18 (2018)

SheperdLab.

Aquesta entrada ha esta publicada en 5. La Intel·ligència. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *