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Paula Alepuz: «La química de las levaduras nos ayuda a entender nuestras reacciones al estrés»

Mª JOSEP PICÓ – Paula Alepuz (1968, Alicante), doctora en bioquímica y biología molecular, dirige hace seis años un pequeño grupo de investigación que estudia la regulación de la expresión génica en respuesta al estrés. Y junto al equipo encabezado por José Enrique Pérez Ortín forman el supragrupo de Genómica Funcional de Levaduras, de la Facultat de Ciències Biològiques de la Universitat de València.

Pregunta: ¿Cómo pasó de la química a la bioquímica?
Respuesta:
Gracias a la investigación. En los últimos años de la carrera me incorporé a un grupo que estudiaba una proteína del veneno de la abeja: a partir de su secuencia determinaban si tenían segmentos que atravesaran membranas celulares, lo que confiere a la proteína su actividad como veneno. El cambio se produjo cuando trabajé en un tema más global, sobre la estructura de la cromatina, es decir, la unión del DNA con proteínas asociadas y así pasé a trabajar con el organismo modelo unicelular, las levaduras, una de cuyas cepas más conocidas en los laboratorios es Sacaromyces cerevisiae.

P: ¿Por qué es útil conocer la expresión génica del estrés en levaduras?
R:
Las levaduras naturales tienen mecanismos para sobrevivir al estrés químico. Y, en concreto, nosotros trabajamos con la proteína HOG1 que tiene una homóloga en células de cualquier mamífero, la nombrada p38. Frente a una situación de estrés químico, las células de levadura se comportan de manera parecida a nuestras células: paran su funcionamiento normal y activan la expresión de genes de respuesta al estrés, lo que les permite sobrevivir.

P: También estudian la P38…
R:
La proteína P38 en nuestras células funciona de forma similar a HOG1 en la levadura. P38 es uno de nuestros reguladores del estrés, recibe muchos estímulos y da muchas respuestas a procesos inflamatorios, enfermedades cardiovasculares, crecimiento celular, cáncer, etc. El estudio de cómo HOG1 activa los genes del estrés para producir proteínas del estrés sirve para entender cómo funciona P38.

P: ¿Es un proceso inmediato?
R: Antes se creía que la producción de proteínas de respuesta al estrés era un proceso más sencillo, de inmediato. Desde que un gen comienza a expresarse hasta que tenemos la proteína correspondiente se producen muchas etapas de regulación y todo el sistema celular influye y puede determinar cuánta proteína se obtiene o en qué lugar específico de la célula se sintetiza. En levaduras, la generación de proteínas del estrés es cuestión de minutos, pero en humanos las proteínas pueden aparecer tras horas o días. Y en todo ese tiempo, desde que la célula recibió la señal hasta que la proteína aparece, hay muchas etapas de regulación que deben entenderse bien si queremos modificarlas.

P: Estas etapas ¿dificultan la obtención de terapias?
R:
Sí, ya que hace todo el proceso más complejo, porque no sólo debemos conocer los genes, sino los mecanismos posteriores que llevan a la síntesis de proteínas. Pero, en realidad, toda esa complejidad proporciona muchas más posibilidades para que podamos modificar el sistema de respuesta al estrés. Cuando se obtuvo la secuenciación completa del genoma humano se pensaba que ya se tendrían las herramientas, los genes, para diseñar tratamientos que curasen enfermedades. Es decir, que si una persona tenía una mutación en un gen y no producía la proteína adecuada, se podría intentar introducir un gen correcto en sus células y esperar que ese gen se expresara y resolviera el defecto.

P: Pero no es tan sencillo…
R: No, porque para que todo funcione bien no sólo debemos saber cómo activar el gen, sino que la síntesis de proteína debe estar muy bien regulada en tiempo, cantidad y localización, por lo que es necesario conocer todas las etapas, desde la activación del gen hasta la producción correcta de proteína.

Paula Alepuz

Somos nuestra dotación genética más la historia que queda grabada en la estructura de nuestros cromosomas a lo largo de nuestra vida.

P: Los componentes ambientales ¿pueden influir?
R: En gran medida. Somos nuestra dotación genética más la historia que queda grabada en la estructura de nuestros cromosomas a lo largo de nuestra vida y, además, la función de cada proteína está modulada por lo que hay en el entorno celular y del organismo en un momento dado. Por este motivo es tan importante la biología de sistemas, con la que se quiere llegar a entender cómo funciona realmente una proteína en el contexto global de la célula. En el grupo de Genómica Funcional de Levaduras estudiamos la expresión de todos los genes del organismo a la vez. Queremos hacer un estudio de cómo funciona una célula en todo su conjunto y conocer las interacciones entre todos sus genes. De este modo, avanzaremos en la  comprensión de cómo las células responden a estímulos.

P: Su investigación en levaduras es básica, sin embargo, aporta conocimientos fundamentales para su aplicación. ¿Por ejemplo?
R: La información sobre la proteína HOG1 en levaduras resulta muy útil para conocer enfermedades con bastante incidencia en la sociedad, como por ejemplo el Crohn, una inflamación crónica del intestino que puede derivar en problemas más graves.

P: Durante el último trimestre de 2011 ha sido profesora invitada de la Universidad de Goteborg. ¿En qué ha consistido su colaboración?
R:
Hemos avanzado en investigación sobre la síntesis de proteínas en respuesta al estrés. Además, hemos abierto un nuevo programa Erasmus entre esta universidad y la Universitat de València y hemos solicitado financiación a la fundación sueca Stint para el intercambio tanto de investigadores y profesores como de alumnos de grado y máster.

P: ¿Qué retos futuros cree que tiene la bioquímica?
R:
Hay un tema que me apasiona y en el que he trabajado algo, es la epigenética, que va más allá de la genética. El medio ambiente modifica químicamente la cromatina, los cromosomas, y esto afectará a la expresión de los genes a lo largo del tiempo. De esta manera, ya empieza a saberse, entre otras cuestiones, que la alimentación, desde recién nacidos, deja una huella química en los cromosomas y, por tanto, influirá en la probabilidad de desarrollar algunas enfermedades en la edad adulta. Este nuevo campo de estudio muestra que la medicina preventiva va a cambiar mucho en poco tiempo. Por ejemplo, se avanzará hacia la determinación de dietas ajustadas a cada perfil genético.

P: ¿Y su grupo de investigación?
R: Queremos abrir una nueva línea de investigación genómica orientada al estudio del envejecimiento, en un futuro próximo, si la financiación nos lo permite. Las levaduras también resultan muy útiles para estudiar cuáles son los cambios químicos de los cromosomas en células viejas y cómo el paso o no por situaciones de estrés afecta esos cambios que se observan en el envejecimiento.

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