Cuerpos P

En biología celular , los cuerpos P , o cuerpos de procesamiento , son focos distintos formados por separación de fases dentro del citoplasma de una célula eucariota que consisten en muchas enzimas involucradas en el recambio de ARNm . ^{[ 1 ]} Los cuerpos P son estructuras altamente conservadas y se han observado en células somáticas originadas de vertebrados e invertebrados , plantas y levaduras . Hasta la fecha, se ha demostrado que los cuerpos P desempeñan funciones fundamentales en la degradación general del ARNm , la degradación del ARNm mediada por codones de terminación prematura , la degradación del ARNm mediada por elementos ricos en adenilato-uridilato y el silenciamiento del ARNm inducido por microARN (miRNA) . ^{[ 2 ]} No todos los ARNm que entran en los cuerpos P se degradan, ya que se ha demostrado que algunos ARNm pueden salir de los cuerpos P y reiniciar la traducción . ^{[ 3 ] [ 4 ]} La purificación y secuenciación del ARNm de los cuerpos de procesamiento purificados mostró que estos ARNm están en gran medida reprimidos traslacionalmente aguas arriba de la iniciación de la traducción y están protegidos de la degradación del ARNm 5'. ^{[ 5 ]}

Originalmente se propuso que los cuerpos P eran los sitios de degradación del ARNm en la célula y que participaban en la eliminación de la caperuza y la digestión de los ARNm destinados a la destrucción. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Trabajos posteriores pusieron en duda esta idea, sugiriendo que los cuerpos P almacenan el ARNm hasta que se necesita para la traducción. ^{[ 8 ] [ 5 ] [ 9 ]}

En las neuronas , los cuerpos P son movidos por proteínas motoras en respuesta a la estimulación. Esto probablemente esté relacionado con la traducción local en las dendritas . ^{[ 10 ]}

P-bodies were first described in the scientific literature by Bashkirov et al.^[11] in 1997, in which they describe "small granules… discrete, prominent foci" as the cytoplasmic location of the mouse exoribonuclease mXrn1p. It wasn't until 2002 that a glimpse into the nature and importance of these cytoplasmic foci was published.,^[12][13][14] when researchers demonstrated that multiple proteins involved with mRNA degradation localize to the foci. Their importance was recognized after experimental evidence was obtained pointing to P-bodies as the sites of mRNA degradation in the cell.^[7] The researchers named these structures processing bodies or "P bodies". During this time, many descriptive names were used also to identify the processing bodies, including "GW-bodies" and "decapping-bodies"; however "P-bodies" was the term chosen and is now widely used and accepted in the scientific literature.^[7] Recently evidence has been presented suggesting that GW-bodies and P-bodies may in fact be different cellular components.^[15] The evidence being that GW182 and Ago2, both associated with miRNA gene silencing, are found exclusively in multivesicular bodies or GW-bodies and are not localized to P-bodies. Also of note, P-bodies are not equivalent to stress granules and they contain largely non-overlapping proteins.^[5] The two structures support overlapping cellular functions but generally occur under different stimuli. Hoyle et al. suggests a novel site termed EGP bodies, or stress granules, may be responsible for mRNA storage as these sites lack the decapping enzyme.^[16]

La represión mediada por microARN (miRNA) ocurre de dos maneras: mediante represión traslacional o estimulando la degradación del ARNm. Los miRNA reclutan el complejo RISC al ARNm al que se unen. La relación con los cuerpos P se debe a que muchas, si no la mayoría, de las proteínas necesarias para el silenciamiento génico por miRNA se localizan en los cuerpos P, como revisaron Kulkarni et al. (2010). ^{[ 2 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} Estas proteínas incluyen, entre otras, la proteína andamiaje GW182, Argonaute (Ago), enzimas de descapuchamiento y helicasas de ARN . La evidencia actual apunta a que los cuerpos P son centros de andamiaje de la función de los miRNA, especialmente debido a la evidencia de que la eliminación de GW182 interrumpe la formación de los cuerpos P. Sin embargo, aún quedan muchas preguntas sin respuesta sobre los cuerpos P y su relación con la actividad de los miRNA. En concreto, se desconoce si el mecanismo de acción de los cuerpos P depende del contexto (estado de estrés frente a estado normal) . Dado que en ocasiones los cuerpos P son el lugar de degradación del ARNm y en otras el ARNm puede salir de ellos y reiniciar la traducción, persiste la incógnita sobre qué controla este mecanismo. Otro punto ambiguo que debe abordarse es si las proteínas que se localizan en los cuerpos P participan activamente en el proceso de silenciamiento génico de los microARN o si simplemente se encuentran en estado de espera.

En 2017, se publicó un nuevo método para purificar cuerpos de procesamiento. ^{[ 5 ]} Hubstenberger et al. utilizaron la clasificación de partículas activada por fluorescencia (un método basado en las ideas de la clasificación celular activada por fluorescencia ) para purificar cuerpos de procesamiento de células epiteliales humanas. A partir de estos cuerpos de procesamiento purificados, pudieron utilizar espectrometría de masas y secuenciación de ARN para determinar qué proteínas y ARN se encuentran en los cuerpos de procesamiento, respectivamente. Este estudio identificó 125 proteínas que están significativamente asociadas con los cuerpos de procesamiento. ^{[ 5 ]} Cabe destacar que este trabajo proporcionó la evidencia más convincente hasta la fecha de que los cuerpos P podrían no ser los sitios de degradación en la célula y, en cambio, usarse para el almacenamiento de ARNm reprimido traslacionalmente. Esta observación fue respaldada además por la imagen de molécula única de ARNm por el grupo Chao en 2017. ^{[ 9 ]}

En 2018, Youn et al. emplearon un método de marcaje por proximidad denominado BioID para identificar y predecir el proteoma de los cuerpos de procesamiento . ^{[ 21 ]} Modificaron genéticamente células para que expresaran varias proteínas localizadas en los cuerpos de procesamiento como proteínas de fusión con la enzima BirA*. Al incubar las células con biotina , BirA* biotinila las proteínas cercanas, marcando así las proteínas dentro de los cuerpos de procesamiento con una etiqueta de biotina. Posteriormente, se utilizó estreptavidina para aislar las proteínas marcadas y espectrometría de masas para identificarlas. Mediante este método, Youn et al. identificaron 42 proteínas que se localizan en los cuerpos de procesamiento. ^{[ 21 ]}