Cómo las células perciben y se adaptan a la disponibilidad de oxígeno

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El Premio Nobel de Fisiología o Medicina para 2019 se otorga a William Kaelin, Jr., Sir Peter Ratcliffe y Gregg Semenza.

La necesidad de oxígeno para sostener la vida se ha entendido desde el inicio de la biología moderna; pero los mecanismos moleculares que subyacen a cómo las células se adaptan a las variaciones en el suministro de oxígeno eran desconocidos hasta el trabajo premiado descrito aquí. Las células animales experimentan cambios fundamentales en la expresión génica cuando hay cambios en los niveles de oxígeno a su alrededor. Estos cambios en la expresión génica alteran el metabolismo celular, el modelado de tejidos e incluso las respuestas organismales, como los aumentos en la frecuencia cardíaca y la ventilación.

En estudios realizados a principios de la década de 1990, Gregg Semenza identificó, y luego en 1995 purificó y clonó, un factor de transcripción que regula estas respuestas dependientes del oxígeno. Llamó a este factor HIF, por Factor Inducible de Hipoxia,y una segunda proteína previamente identificada y expresada constitutivamente y no regulada por oxígeno conocida como ARNT. William Kaelin, Jr. participó en 1995 en el estudio del gen supresor de tumores von Hippel-Lindau, y después del aislamiento del primer clon completo del gen demostró que podía suprimir el crecimiento tumoral en las líneas celulares tumorigénicas mutantes de VHL. Ratcliffe luego demostró en 1999 que había una asociación entre VHL y HIF-1α , y que VHL regulaba la  degradación postraduccional y sensible al oxígeno de HIF-1α . Finalmente, los grupos Kaelin y Ratcliffe mostraron simultáneamente que esta regulación de HIF-1α  por VHL depende de la hidroxilación de HIF-1α, una modificación covalente que depende del oxígeno. Mediante el trabajo combinado de estos tres galardonados, se demostró que la respuesta por expresión génica a los cambios en el oxígeno está directamente acoplada a los niveles de oxígeno en la célula animal, lo que permite que se produzcan respuestas celulares inmediatas a la oxigenación a través de la acción del factor de transcripción HIF.

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