Tots els estudiants de batxillerat que segueixen el programa de biologia saben que, dins d'una cèl·lula, l'energia es transporta en forma d'ATP, una molècula altament energètica. Es sintetitza sobretot als mitocondris, a la cadena respiratòria, principalment mitjançant l'ús del transportador de protons NAD+. Atès que la quantitat d'ATP i NAD+ és finita a la cèl·lula, el seu consum s'ha de regular acuradament per garantir que hi hagi prou energia per complir les funcions vitals de l'organisme.

Dos dels compartiments amb major consum energètic d'una cèl·lula són els mitocondris i el nucli. Equilibrar el flux d'energia entre ells és vital per mantenir l'homeòstasi bàsica sota control i, ara, investigadors del Buschbeck Lab informen que una de les proteïnes implicades en aquest equilibri sembla ser, per sorprenent que pugui ser, una histona. Més precisament, la variant d'histona macroH2A.

En un article publicat recentment a la prestigiosa revista Nature Structural & Molecular Biology, escrit per Iva Guberovic i supervisat per Dr. Marcus Buschbeck, els investigadors van descobrir que macroH2A pot interactuar amb PARP1, un dels principals consumidors de NAD+ al nucli, a través del seu macrodomini, tot inhibint la seva activitat i reduint el consum total d'energia del compartiment nuclear.

A més, el baix consum d'energia al nucli es va associar a estats no proliferatius, com en les espores del protista Capsaspora, una forma de resistència que utilitza per sobreviure en condicions ambientals extremes.

La supervivència és primordial per als éssers vius i això podria explicar per què aquesta activitat d'equilibri de macroH2A s'ha conservat al llarg de la història evolutiva del regne animal. L'anàlisi de Guberovic i els seus col·legues conclou que el seu origen i diversificació es van produir durant la transició de protista a invertebrat, fa mil milions d'anys, i s’ha anat adaptant des de llavors fins a formar part de la subtil maquinària de regulació energètica de la majoria de cèl·lules animals.

Segons els autors, no és habitual trobar un macrodomini vinculat a una proteïna histona, principalment encarregada de la regulació de la cromatina i molt allunyada de les funcions d'equilibri metabòlic. La seva hipòtesi és que aquesta associació va succeir per casualitat, com és habitual en l'evolució, i va anar força bé, ja que la vida mitjana prolongada de les histones al nucli devia contribuir a mantenir baix el consum d'energia del nucli durant llargs períodes, de forma fàcil i econòmica.

Al final, doncs, potser la supervivència del més apte podria ser la forma més senzilla d’explicar com una humil variant d'histona acabi jugant un paper important en l'equilibri energètic entre el nucli i els mitocondris, permetent que el llinatge animal sobrevisqui fins avui. No és pas poca cosa.

Article de referència:

Guberovic, I., Hurtado-Bagès, S., Rivera-Casas, C. et al. “Evolution of a histone variant involved in compartmental regulation of NAD metabolism”. Nat Struct Mol Biol 28, 1009–1019 (2021). https://doi.org/10.1038/s41594-021-00692-5