El presente proyecto es una continuación natural de nuestro proyecto anterior de DGAPA, el cual ha demostrado una interacción novedosa entre una proteína residente del retículo endoplásmico (STIM1, del inglés stromal intereactiong protein) y un canal de la membrana plasmática (el TRPC1). Esta asociación física y funcional es esencial para modular la entrada de calcio denominada entrada "capacitiva". Esta entrada de calcio esta ampliamente conservada en todas las células (excitables y no excitables) de los tejidos de animales, de insectos a humanos y es la principal fuente de rellenado de calcio del retículo endoplásmico. Sin esta entrada de calcio, el RE se vacía eventualmente y la célula muere. El proyecto anterior ha resultado muy productivo, lo cual nos ha permitido publicar 2 artículos en una revista de alto impacto (Cell Calcium), además tenemos uno más en revisión en la revista Molecular Cell. Igualmente, el apoyo de DGAPA nos ha permitido graduar a un alumno de Doctorado, además de 4 alumnos mas que se graduaran el año próximo. Tambien permitió el desarrollo de 1 tesis de Maestria ya concluida y 2 tesis de licenciatura, una de ellas ya concluida. Los principales hallazgos resultado del desarrollo del proyecto anterior son: 1) El canal TRPC1 se acopla física y funcionalmente al STIM1, formando una prolongación del RE asociada a microtubulos mediante la proteína EB1. 2) El TRPC1 se localiza constitutivamente en el retículo endoplásmico, en donde opera como un canal liberador de calcio activado por IP3. La asociación con STIM1 permite el transporte de TRPC1 a la membrana plasmática (MP) mediante la prolongación de estructuras tubulares que contienen RE asociado a microtubulos. Esta forma novedosa de transporte de proteínas a la membrana plasmática ya ha sido reportada por nuestro grupo en uno de los artículos de Cell Calcium, donde agradecemos el apoyo aportado por la DGAPA. En el trabajo en revisión en la revista Molecular Cell, realizamos una caracterización muy detallada del sistema de transporte ER-membrana plasmática. Demostramos que la unión de STIM1 con la proteína de microtubulos EB1 es el puente físico que permite la llegada del canal TRPC1 a la membrana plasmática, mediante una transferencia de membrana desde el RE a la MP. Para poder sustentar solidamente este hallazgo tan novedoso, tuvimos que utilizar una gran variedad de metodlogias, tanto de bioquímica, electrofisiología y de imagenologia; algunas de ellas de vanguardia como la microscopia de onda evanescente (TIRFM) combinada con transferencia de energía fluorescente por resonancia (FRET). La combinación de ambas metodología requirió montar equipo muy especializado de óptica, lo cual se logro con el apoyo de DGAPA. Actualmente estamos en negociaciones con la empresa de microscopia Olympus para determinar la viabilidad de transferir esta tecnología.

Desde el punto de vista cientifico, la contribucion del presente proyecto radica en la caracterizacion de la transferencia de proteinas membranales del reticulo endoplasmico (RE) hacia la membrana plasmatica (MP), un mecanismo novedoso de insercion de proteinas en la MP recientemente identificado por nuestro grupo. Este mecanismo de transferencia membranal entre dos compartimentos celulares permite, ademas, la regulacion muy fina de la funcion de los canales TRP, ya que su insercion en la MP ocurre casi exclusivamente en balsas lipidicas. Interferir con esta insercion resulta en canales ionicos insertados en otras regiones de la MP no ricas en colesterol (como las balsas lipidicas), lo cual altera la funcion del canal, ya que no se acopla al vaciamiento del RE. El apoyo de DGAPA resulta esencial para la continuación del presente proyecto y para la formación de los estudiantes de Doctorado, Maestría y Licenciatura a mi cargo, cuyos proyectos están directamente relacionados con la presente propuesta. El apoyo de DGAPA también nos ha permitido generar tecnología de vanguardia en el área de microscopia de fluorescencia, como nuestro diseño de onda evanescente multicolor combinada con FRET, la cual ya mencionamos en la presente propuesta, y que será de vital importancia para los estudios propuestos aquí.