Descubren nuevas causas de infertilidad y defectos genéticos por errores en la meiosis

Los problemas de infertilidad y los defectos genéticos que pueden afectar a los recién nacidos son cuestiones que preocupan profundamente a la sociedad. En este sentido, un trabajo desarrollado en el laboratorio del profesor de la Universidad Pablo de Olavide Juan Jiménez, en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD) -centro mixto de la UPO, el CSIC y la Junta de Andalucía-, avanza en el estudio de esta problemática centrándose en los posibles errores que suceden durante la formación de las células reproductivas, conocidas como gametos. En concreto, esta investigación destaca el papel de la proteína Aurora B durante el proceso de la meiosis.

Los humanos, como la mayoría de los eucariontes, tienen en todas sus células dos copias de instrucciones genéticas empaquetadas en dos juegos de cromosomas (son diploides), uno de cada uno de los progenitores que lo aportan a través de sus gametos. Es fundamental entender que, a diferencia del resto de las células del cuerpo, los gametos tienen necesariamente un solo juego de cromosomas cada uno (son haploides). Así, en la práctica totalidad de los eucariontes hay un proceso en el que células diploides generan gametos haploides, un proceso denominado meiosis.

“La meiosis consiste en dos divisiones consecutivas, pero la primera es realmente especial, es donde los dos juegos de cromosomas de una célula diploide se separan dando lugar a dos células haploides. Luego sigue una segunda división, similar a una división celular normal, que permite producir cuatro gametos haploides en cada meiosis”, explica Sergio Villa-Consuegra, autor de la tesis doctoral que ha dado forma a este estudio y que ha sido codirigida por los profesores de Universidad Pablo de Olavide Víctor Álvarez Tallada y Juan Jiménez.

De esta manera, empleando un eucarionte muy simple como modelo como es la levadura de fisión, los investigadores han descubierto que una proteína llamada Aurora B desempeña un papel clave en asegurar la correcta coordinación de las dos divisiones meióticas.

El estudio demuestra que Aurora B se localiza en una estructura llamada huso de microtúbulos, que separa los pares de cromosomas durante la primera división de la meiosis. Una vez separados, Aurora B se desplaza hacia cada cromosoma en un lugar llamado cinetocoro, donde se encarga de eliminar los microtúbulos que participaron en la separación de los cromosomas en esta primera división especial de la meiosis. “Esto es fundamental para garantizar que la segunda división meiótica se realice de manera correcta, como una división normal, produciendo gametos con la cantidad precisa de cromosomas”, afirma Sergio Villa-Consuegra. Cuando Aurora B no se relocaliza correctamente del huso al cromosoma al finalizar la primera división meiótica, la segunda división genera gametos con cromosomas de más o de menos, alteraciones que se conocen como aneuploidías que disminuyen la viabilidad de los gametos y generan alteraciones cromosómicas en la descendencia.

“Aurora B es una quinasa universal que funciona igual en todos los eucariontes, incluidos los humanos, por lo que errores en la dinámica de localización de esta proteína durante la meiosis pueden explicar algunos casos de escasa viabilidad de los gametos, o el origen de trisomías como las que causan el síndrome de Down y otras alteraciones genéticas”, explica el catedrático del área de Genética de la UPO Juan Jiménez.

Image: Esquema representativo de una meiosis con una correcta relocalización de la quinasa Aurora B (izquierda) frente a una dinámica errónea, cuando el huso de la primera división meiótica no se desmonta (derecha).

Referencia: Sergio Villa-Consuegra, Víctor Álvarez Tallada, Juan Jiménez (2023). Aurora B kinase erases monopolar microtubule-kinetochore arrays at the meiosis I-II transition. iScience. https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.108339