Identifica nuevos mecanismos de control del ciclo celular en respuesta al estrés
Una investigación realizada por un equipo de Ciclo Celular del Instituto de Biotecnología y Biomedicina de la Universidad de Valencia ha descubierto un mecanismo que permite a las células de la levadura detener temporalmente su división en respuesta a daños en la pared celular. Este estudio, publicado en la revista Cell Communication and Signaling, podría abrir nuevas vías para entender procesos similares en células humanas, con potenciales implicaciones en el tratamiento del cáncer y otras enfermedades.
El equipo se centró en dos proteínas clave, Whi7 y Whi5, que actúan como frenos en la transición a la fase de replicación del ciclo celular en la levadura Saccharomyces cerevisiae . Bajo condiciones normales, Whi5 es el principal regulador. Sin embargo, cuando la levadura enfrenta estrés en la pared celular —provocada, por ejemplo, por agentes que dañan su estructura— los niveles y la actividad de Whi7 se elevan significativamente.
El investigador Mihai Spiridon explica que "hemos encontrado un mecanismo que aumenta específicamente la función como represor de Start de Whi7, y no de Whi5, en condiciones de estrés, lo que es un buen ejemplo de redundancia funcional de proteínas y su especialización en condiciones concretas, una estrategia cada vez más relevante para entender la fisiología celular".
“Hemos observado que, en estas condiciones adversas, no sólo aumenta la cantidad de Whi7, sino que su capacidad para unirse a los genes que impulsan la división celular se refuerza de forma importante”, explica Mercè Gomar-Alba, directora del trabajo y profesora de Bioquímica y Biología Molecular. Este incremento en la acción de Whi7 induce una detención en la fase G1 del ciclo celular, permitiendo que la célula repare daños y se adapte al entorno antes de reanudar su crecimiento.
Este estudio se ha llevado a cabo utilizando como organismo modelo la levadura de gemación Saccharomyces cerevisiae , ya que los mecanismos de control del ciclo celular se encuentran altamente conservados entre levaduras y mamíferos. Whi7 y Whi5 son homólogos funcionales de las proteínas de la familia del Retinoblastoma, supresores tumorales en mamíferos. Mercè Gomar comenta que “la investigación básica en levaduras nos ayuda a analizar y entender problemas biológicos complejos causantes de enfermedades como el cáncer, donde se pierde el correcto funcionamiento de la regulación de la proliferación celular. En este sentido, el presente estudio nos muestra la asombrosa sofisticación de mecanismos de regulación con que cuenta la levadura, lo que confiere robustez al sistema de control del ciclo celular y la aproxima al de organismos pluricelulares más complejos”. En el futuro se pretende investigar si la especialización funcional de Whi7 en estrés de pared celular se da también en otras condiciones en las que la viabilidad celular está comprometida. Además, el estudio abre la puerta a futuras investigaciones que exploran si mecanismos análogos operan en células humanas y cómo podrían aprovecharse para diseñar terapias más específicas y efectivas frente a enfermedades relacionadas con el descontrol del ciclo celular.
Biotecmed
El grupo de Regulación del Ciclo Celular en Eucariotas forma parte del Instituto Universitario de Biotecnología y Biomedicina (BIOTECMED) de la Universidad de Valencia y del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Ciencias Biológicas. Lleva a cabo investigación básica en una de las áreas de mayor interés de la biología molecular y celular, como es el control del ciclo celular. A lo largo de los años se ha centrado en distintos procesos y ha caracterizado nuevos mecanismos de control de la función de reguladores del ciclo celular como ciclinas, represores o factores transcripcionales; actualmente también trabaja en los mecanismos de regulación del checkpoint de integridad del ADN, proceso directamente relacionado con el desarrollo del cáncer.
Referencia bibliográfica: Mihai Spiridon-Bodi, Cristina Ros-Carrero, J. Carlos Igual & Mercè Gomar-Alba . Dual regulación de los niveles y función de Start transcriptional represores drives G1 arresto in response al cell wall stress . Cell Communication and Signaling (2025).
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