El nuevo sistema puede arrojar luz sobre posibles estrategias terapéuticas para afecciones en las que la división celular no llega a buen puerto
Una célula es una metrópolis bulliciosa, con innumerables moléculas y proteínas que navegan por espacios abarrotados en todas las direcciones. La división celular es un gran acontecimiento que transforma por completo el paisaje. La célula comienza a comportarse como la anfitriona de una competición o evento internacional, reconfigurando calles enteras, reubicando edificios y redirigiendo sus sistemas de transporte.
Durante décadas, la ciencia ha intentado explicar la habilidad de la célula para llevar a cabo una transformación tan dramática. Un elemento central del proceso es el citoesqueleto de los microtúbulos, una red de fibras que proporciona soporte estructural y facilita el movimiento dentro de la célula, asegurando que los cromosomas se segregan correctamente. Los errores en la división celular pueden provocar una amplia gama de enfermedades y trastornos, como el cáncer o los trastornos genéticos.
Sin embargo, a pesar de su extremada relevancia, los mecanismos exactos que regulan la forma en que las células reorganizan su interior durante la división celular siguen siendo un misterio. ¿Cómo sabe una célula cuándo y cómo reorganizar su andamiaje interno? ¿Cuáles son las señales moleculares que gobiernan estos cambios? ¿Quiénes son los actores clave que se encargan de todo?
Según una nueva investigación, algunos de los cambios se reducen a un sistema sorprendentemente simple y elegante: el accionamiento de un interruptor molecular. Los hallazgos se publican en Nature Communications por parte de un equipo del Centro de Regulación Genómica, en Barcelona, y del Instituto Max Planck de Fisiología Molecular, en Dortmund.
El protagonista del descubrimiento es la proteína PRC1. Durante la división celular, PRC1 desempeña un papel clave en la organización de la división celular. Produce la reticulación de los microtúbulos, ayudando a formar una estructura en la región crucial donde los microtúbulos se superponen y los cromosomas se separan.
Pero PRC1 no actúa sola. Su actividad está estrictamente controlada para garantizar que los microtúbulos se ensamblen en el momento y lugar adecuados. La proteína se controla a través de un proceso llamado fosforilación, en el que las enzimas añaden pequeñas etiquetas químicas a regiones específicas de su superficie. Estas etiquetas moleculares pueden aumentar o disminuir la actividad de PRC1.
"Descubrimos que la manipulación del estado de fosforilación de PRC1 puede inducir transiciones a gran escala entre diferentes estados de organización del citoesqueleto que son necesarios para la división celular. Los cambios tardan solo unos minutos en completarse", explica el Dr. Wei Ming Lim, primer autor del estudio e investigador postdoctoral en el CRG.
El equipo realizó este descubrimiento mediante el desarrollo de un nuevo sistema experimental a través del cual pueden controlar con precisión e incluso revertir las transiciones de las estructuras del citoesqueleto asociadas con diferentes etapas de la división celular fuera de un sistema vivo. La nueva tecnología puede ayudar a estudiar los mecanismos fundamentales que gobiernan la división celular con mayor control y detalle de lo que antes era posible, y en tiempo real.
"Ahora podemos crear y observar filmaciones de un citoesqueleto en reorganización bajo el microscopio, mientras avanzamos y rebobinamos rápidamente a nuestro antojo. Este es un hito importante en este campo", afirma el Profesor de Investigación ICREA Thomas Surrey, autor principal del estudio e investigador del Centro de Regulación Genómica, en Barcelona.
Con el tiempo, el nuevo sistema puede arrojar luz sobre posibles estrategias terapéuticas para afecciones en las que la división celular no llega a buen puerto, como el cáncer. Sin embargo, para Surrey, las implicaciones del estudio son la forma en que este inspira una sensación de asombro ante la sofisticación del mundo natural.
"Las células son increíblemente pequeñas, pero en su interior existe un sistema altamente organizado y muy complejo que opera con gran precisión. Con descubrimientos como estos, esa complejidad está empezando a desentrañarse", concluye.
