Identifican el papel esencial del gen STIM1 en la función mitocondrial de la célula

• El estudio liderado por investigadores de la UEx ha demostrado que la proteína STIM1 interacciona con proteínas mitocondriales y regula el transporte de calcio desde el retículo endoplasmático hasta la mitocondria de la célula, un proceso clave para producir energía y mantener la salud celular
• La alteración de la proteína STIM1 afecta al equilibrio del calcio celular y, por ello, está relacionada con mecanismos implicados en enfermedades neurodegenerativas y neuromusculares

11/02/2026. La investigación se ha publicado en la prestigiosa revista The EMBO Journal, coordinada por la Organización Europea de Biología Molecular, y ha sido realizada por investigadores del grupo de Señalización Celular en Patologías Clínicas de la Universidad de Extremadura, en colaboración con el Centro de Investigaciones Biológicas, Margarita Salas del CSIC y el Paris Brain Institute (Francia).

“Los resultados de la investigación confirman al gen STIM1 como candidato a evaluar en patologías neurodegenerativas y neuromusculares, incluyendo miopatías”, afirma el investigador de la UEx Javier Martín Romero. El equipo de investigadores liderado por el biólogo Javier Martín, observó ya en 2018 una correlación, no relación de causalidad, entre el Alzheimer idiopático, que se desconoce su origen, y una disminución en el nivel STIM1 en el cerebro. “Observamos en tejido cerebral post mortem que a medida que la enfermedad progresaba, había menos cantidad de la proteína STIM1. No teníamos en ese momento establecida una relación de causa efecto, pero decidimos investigar qué es lo que ocurre en las células cuando disminuye la expresión de este gen”, explica el investigador.

STIM1 interacciona con proteínas mitocondriales

En modelos celulares los investigadores comprobaron que una de las dianas intracelulares más afectadas por la disminución de STIM1 eran las mitocondrias, produciéndose una disfunción mitocondrial. “La mitocondria es importante porque genera energía para las células, si no tenemos unas mitocondrias sanas, tenemos unas células que podemos calificar de senescentes. Y el calcio un factor clave para estimular esa respiración mitocondrial”, subraya Javier Martín.

Con la finalidad de demostrar el papel de STIM1 y determinar la relación causal con la respiración mitocondrial, los investigadores estudiaron los interactores de STIM1, es decir, qué moléculas interaccionan con STIM1 en todas las células. En este análisis de esta interacción, que se denomina Interactoma, se contó con la colaboración del Cancer Research UK, en Glasgow (Reino Unido). Este análisis comprobó que STIM1 interacciona con proteínas mitocondriales.

Los contactos entre el retículo endoplasmático, que actúa como un depósito intracelular de calcio y la mitocondria son claves, porque esos contactos regulan la transferencia de calcio entre el retículo y la mitocondria. En general, la concentración de calcio en el retículo endoplasmático es elevada para distribuir el calcio según lo necesite la célula.

Pero en muchas enfermedades neurodegenerativas estos contactos están alterados. Por ello, para comprobar el efecto de STIM1 en estas patologías, el siguiente paso fue analizar si STIM1 forma parte de esos contactos y regula el paso del calcio. Este análisis fue posible gracias a la colaboración de Estela Área Gómez y Jorge Montesinos, en ese momento personal investigador en la Universidad de Columbia, en Nueva York, y ahora en el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas en Madrid.

Tras este análisis, los investigadores han confirmado que STIM1 forma parte de esos contactos entre el retículo endoplasmático y la mitocondria. “Actúa como un sensor para permitir el paso de calcio desde el retículo hasta la mitocondria, es decir, controla de este modo la salud mitocondrial”, destaca el investigador de la UEx. Aunque indirectamente, STIM1 juega un papel esencial en la respiración mitocondrial de la célula porque regula la entrada de calcio en la mitocondria. Para realizar esta función, STIM1 interacciona con otras moléculas, y la parte de esta proteína que interacciona no tiene una estructura definida, se la conoce como IDR, es decir, una región intrínsecamente desordenada que puede adquirir una estructura u otra, dependiendo de con quién interacciona.

Teniendo en cuenta esta estructura no definida, para identificar qué parte de la proteína STIM1 permite su unión a otra proteína clave en la transferencia de calcio, los investigadores realizaron una serie de mutaciones dirigidas. Dado que las proteínas son cadenas formadas por aminoácidos, el equipo fue eliminando de forma selectiva distintos fragmentos de STIM1 y comprobando, en cada caso, si la proteína seguía siendo capaz de interactuar con las otras moléculas.

Cuando un fragmento eliminado provocaba la pérdida de esa interacción, se determinaba que dicha región era esencial para el proceso. Este análisis sistemático permitió delimitar con precisión el tramo de la proteína necesario para la unión a la proteína mitocondrial implicada en la transferencia de calcio, avanzando en la comprensión del mecanismo que coordina la comunicación entre el retículo endoplásmico y las mitocondrias.

Referencia Bibliográfica

Orantos-Aguilera, Y., Sanchez-Lopez, I., Pascual-Caro, C. et al. STIM1-containing contact sites promote direct calcium flux from the endoplasmic reticulum to mitochondria. EMBO J (2026). https://doi.org/10.1038/s44318-026-00700-8

Fuente: Servicio de Difusión de la Cultura Científica de la UEx