Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha determinado la estructura atómica de la proteína RIPK1, crucial en la regulación de la muerte celular relacionada con enfermedades neurodegenerativas. Este avance, publicado en Nature Communications, utiliza espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de biosólidos, una técnica innovadora que permite estudiar proteínas en estados funcionales y patológicos. La investigación revela cómo las moléculas de RIPK1 se ensamblan en estructuras fibrilares que activan la necroptosis, un proceso vinculado a la pérdida neuronal en condiciones como el Alzheimer. Este hito posiciona a España como líder en biología estructural a nivel internacional.
Un equipo de científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado un avance significativo en la comprensión de la muerte celular, un proceso crucial en diversas enfermedades neurodegenerativas. Este grupo, que opera bajo el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha determinado la estructura atómica de un ensamblaje proteico formado por RIPK1, una proteína que juega un papel fundamental en la regulación de la muerte celular durante procesos inflamatorios e infecciosos.
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Communications, marcando un hito en España al definir por primera vez una proteína utilizando espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) aplicada a biosólidos. Según Miguel Mompeán, investigador del CSIC en el Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC) y líder del estudio, esta técnica es especialmente adecuada para investigar proteínas en estados funcionales y patológicos que no pueden ser analizados mediante métodos tradicionales.
Las moléculas de RIPK1 se ensamblan para formar estructuras fibrilares ordenadas que actúan como plataformas moleculares para activar una vía de muerte celular conocida como necroptosis. Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que esta misma vía puede estar implicada en la pérdida neuronal asociada a enfermedades neurodegenerativas. “Es esencial entender cómo se organizan las fibras de RIPK1 en este contexto”, enfatiza Mompeán.
La dificultad para aplicar técnicas convencionales como la cristalografía de rayos X o la RMN de biomoléculas en disolución a estos sistemas radica en las propiedades únicas de los amiloides. Estos compuestos tienden a no formar cristales y presentan escasa solubilidad y gran tamaño molecular. En este sentido, la RMN de biosólidos se presenta como una técnica innovadora que supera estas limitaciones, permitiendo el estudio de sistemas complejos que otras metodologías no pueden abordar.
Para revelar la estructura del amiloide funcional de RIPK1, el equipo del IQF-CSIC ha adoptado un enfoque integrador que combina RMN de biosólidos con criomicroscopía electrónica. Esta metodología ha permitido determinar con precisión la disposición atómica de los átomos dentro del núcleo fibroso, así como visualizar su arquitectura general. La combinación de ambas técnicas ha facilitado la reconstrucción tridimensional del núcleo amiloide, proporcionando información valiosa sobre su formación controlada y los cambios que pueden inducir comportamientos patológicos.
Este avance se ha hecho posible gracias a un nuevo espectrómetro de RMN de 600 MHz con sonda criogénica específica para biosólidos, uno de los pocos disponibles a nivel académico global. Recientemente instalado en el Laboratorio Manuel Rico del IQFR-CSIC, este equipo forma parte integral de la Infraestructura Científico-Técnica Singular (ICTS) Red de Laboratorios de RMN de Biomoléculas (R-LRB).
El estudio también está vinculado al proyecto europeo BiFOLDOME, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC Starting Grant), lo que refuerza las capacidades del sistema científico español frente a desafíos emergentes en biología estructural. Con el crecimiento acelerado de la RMN de biosólidos como técnica investigativa, este descubrimiento posiciona a España competitivamente en un ámbito clave a nivel internacional.
Se ha estudiado la proteína RIPK1, que actúa como regulador de la muerte celular en procesos inflamatorios e infecciones, así como en enfermedades neurodegenerativas.
Las moléculas de RIPK1 se autoensamblan formando estructuras fibrilares que activan una vía de muerte celular llamada necroptosis, que está relacionada con la pérdida de neuronas en enfermedades neurodegenerativas.
Se han utilizado espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de biosólidos y criomicroscopía electrónica para desentrañar la estructura del amiloide funcional de RIPK1.
La RMN de biosólidos permite estudiar proteínas en estados funcionales y patológicos que no pueden analizarse mediante métodos tradicionales, superando limitaciones como la escasa solubilidad y el gran tamaño molecular de los amiloides.
Este logro refuerza la capacidad del sistema científico español para abordar retos emergentes en biología estructural y posiciona a España competitivamente a nivel internacional en esta área clave.