Cómo la proteína Iditarod vincula la resistencia al ejercicio, la resistencia al frío y la reparación celular

El gen, llamado Iditarod, parece ser responsable de la capacidad del ejercicio para limpiar las células dañadas.

A medida que los días se vuelven más cortos y más fríos en el hemisferio norte, quienes eligen hacer ejercicio por la mañana pueden tener dificultades para levantarse y correr. Un nuevo estudio en PNAS ha identificado una proteína que, cuando falta, dificulta el ejercicio en el frío, al menos en las moscas de la fruta.

Un equipo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan y la Facultad de Medicina de la Universidad Estatal de Wayne descubrió la proteína en las moscas, a las que llamaron Iditarod en honor al famoso trineo tirado por perros de larga distancia a través de Alaska, mientras estudiaban el metabolismo y el efecto del estrés en el cuerpo. .

El vínculo entre la autofagia y el Iditarod

Estaban particularmente interesados ​​en un proceso fisiológico llamado autofagia en el que partes dañadas de las células se eliminan del cuerpo. Al examinar el genoma de la mosca, encontraron un candidato para regular los procedimientos críticos de limpieza.

Demostraron la relación entre la autofagia y Iditarod, o LiberarModificando la composición genética de algunas moscas para activar excesivamente la autofagia en sus ojos. Las moscas con demasiada autofagia sufrieron una muerte celular masiva que resultó en una degeneración visible del ojo. Ruptura Liberar El gen restauró la estructura normal del ojo, lo que sugiere esto. Liberar El gen participa en el proceso de autofagia.

Beneficios de la conexión humana y el ejercicio

El siguiente paso del equipo fue buscar un gen similar u homólogo en humanos.

«Cuando investigamos este gen en el genoma humano, un gen llamado FNDC5, que es un precursor de la proteína irisina, fue el más afectado», dijo el Dr. Jun Hee Lee, del Departamento de Fisiología Molecular e Integrativa de la UM.

Investigaciones anteriores han demostrado que la irisina es una hormona importante implicada en la producción de los beneficios del ejercicio muscular, óseo y otros ejercicios en los mamíferos, además de desempeñar un papel en la adaptación a las bajas temperaturas.

El laboratorio de Lee tenía actualmente interés en el ejercicio como una forma leve de estrés físico.

«Nos dimos cuenta de que este gen también podría ser importante para el ejercicio y, de ser así, deberíamos poder detectar un efecto fisiológico similar en las moscas», dijo Lee.

Trabajando con el equipo del Dr. Robert Wessels de la Universidad Estatal de Wayne, que desarrolló un nuevo método para entrenar moscas de la fruta, los investigadores utilizaron un tipo de mosca escaladora de acantilados que aprovecha el instinto del insecto de trepar hacia arriba fuera de un tubo de ensayo.

Descubrieron que las moscas criadas carecían… Liberar El gen afecta la resistencia durante el ejercicio y carece de la mejora que normalmente se produce después del entrenamiento. Además, en los mamíferos, se sabe que la irisina regula los procesos térmicos, lo cual es crucial para la resistencia al frío. Curiosamente, vuela sin Liberar Tampoco podían tolerar el frío.

Lo que esto nos dice, dice Lee, es que esta familia de genes está en ella. Invertebrados Los mamíferos también parecen haberse conservado a lo largo de la evolución y cumplir una función importante.

«Creemos que el ejercicio ayuda a limpiar el entorno celular mediante la autofagia», dijo Lee. «Cuando haces ejercicio vigoroso, se produce daño muscular y algunas mitocondrias no funcionan correctamente», dijo Lee. “El proceso de autofagia se activa para limpiar cualquier orgánulo dañado o subproductos tóxicos, y Liberar «El gen parece ser importante en este proceso».

Lee espera luego vincular este trabajo con su trabajo anterior sobre el ejercicio y el estrés fisiológico.

Referencia: «Iditaroda mosca de la fruta Homología del precursor de irisina FNDC5“Crítico para el rendimiento del ejercicio y la autofagia cardíaca”, por Tyler Cobb, Erin Hwang, Michael Sokar, Sim Namkong, Eun-Soo Cho, Maryam Safdar, Myungin Kim, Robert J. Wessels y Jun-Hee Lee, 18 de septiembre de 2023. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
doi: 10.1073/pnas.2220556120

Los autores adicionales incluyen a Tyler Cobb, Erin Hwang, Michael Sokar, Sim Namkong, Eun-Soo Cho y Myungin Kim.