Un equipo científico del Centro de Regulación Genómica (CRG) ha descubierto cómo las proteínas coordinan la regulación de treadmilling, un mecanismo utilizado por la red de microtúbulos en el interior de las células que garantiza la división celular. Los hallazgos se publican hoy en el Journal of Cell Biology.
Los microtúbulos son largos tubos proteicos que sirven como infraestructura para conectar diferentes regiones dentro de una célula. Éstos son además esenciales en la división celular, siendo componentes clave del huso mitótico, una estructura que se une a los cromosomas y los separa entre cada nueva célula.
Para que el huso funcione correctamente, las células dependen de los microtúbulos para el treadmilling. Esto implica que uno de sus extremos (conocido como el ‘extremo negativo’) pierda componentes mientras que el otro (‘el extremo positivo’) agregue componentes. El efecto es similar al de una cinta transportadora en movimiento, donde los microtúbulos parecen moverse continuamente sin cambiar su longitud.
El treadmilling es crucial para la división celular. “La teoría más probable es que el treadmilling ayude a la célula a regular sus uniones a los cromosomas, manteniendo la tensión. Dado que los microtúbulos suelen crecer desde sus extremos positivos, esta tensión puede proporcionarse por la contracción constante desde los extremos negativos”, explica el Dr. Gil Henkin, co-primer autor del estudio.
A pesar de que el treadmilling sea un proceso vital en la biología celular, su regulación ha sido un misterio... hasta ahora. Los autores del estudio aislaron varias proteínas que desempeñan un papel central en la biología de los microtúbulos, las combinaron en un tubo de ensayo y las visualizaron utilizando un microscopio.
Descubrieron que tres proteínas son fundamentales para regular el mecanismo de treadmilling: KIF2A, una proteína que pertenece a una familia más amplia de proteínas que desmantelan los microtúbulos; el complejo del anillo de γ-tubulina (γ-TuRC), que es la estructura a partir de la cual crecen los microtúbulos, y la espastina, un enzima que actúa como una tijera para cortar los microtúbulos.
“La familia de proteínas que desmantelan los microtúbulos generalmente “mordisquea” en ambos extremos. Nos sorprendió descubrir que un miembro de esta familia, KIF2A, tiene una fuerte preferencia por los extremos negativos. Esta especialización es exactamente lo que la ciencia lleva buscando para explicar por qué los microtúbulos tienen un movimiento similar al de una cinta transportadora en el huso”, afirma el Dr. Thomas Surrey, autor principal del estudio e investigador del Centro de Regulación Genómica.
Antes de que KIF2A pueda “mordisquear” un extremo negativo, necesita superar a yTuRC, que actúa como un tapón de seguridad. "Se require la enzima espastina para liberar a los microtúbulos del tapón de seguridad para que KIF2A pueda desempeñar su función, una vez que los extremos positivos de los microtúbulos hayan crecido lo suficiente", explica la Dra. Cláudia Brito, co-primera autora del estudio.
El equipo científico descubrió que el control correcto del treadmilling requiere la acción coordinada de las tres proteínas. Si bien el estudio no se traduce directamente en aplicaciones terapéuticas, agrega otra pieza al intrincado rompecabezas de la función y división celular.
"Los seres humanos comienzan como una sola célula que debe convertirse en billones de células, todas conteniendo copias fieles del genoma. Es asombroso e importante que este proceso funcione de manera extremadamente fidedigna, por lo que hemos añadido una pequeña pieza al rompecabezas para comprender el mecanismo general,” concluye el Dr. Henkin.
Imagen: KIF2A impulsa el movimiento de los microtúbulos
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