Un equipo de investigadores en España ha logrado un gran avance al capturar las primeras imágenes detalladas del mundo de la red de autopistas emergentes de una célula humana.
Las imágenes de alta resolución y las películas a escala atómica ayudan a explicar un misterio de larga data sobre cómo se forman estructuras diminutas llamadas microtúbulos durante la división celular. Este descubrimiento podría avanzar en el desarrollo de tratamientos específicos para el cáncer y muchas otras afecciones.
«Los microtúbulos son componentes importantes de las células, pero todas las imágenes que vemos en los libros de texto que describen los primeros momentos de su creación son modelos o dibujos animados basados en estructuras que se encuentran en la levadura». Él dice El bioquímico Thomas Sarri del Centro de Regulación Genómica de Barcelona.
«Aquí capturamos el proceso en acción dentro de las células humanas. Ahora que sabemos cómo se ve, podemos explorar cómo se regula. Dado el papel fundamental de los microtúbulos en la biología celular, esto puede conducir en última instancia a nuevos enfoques terapéuticos para una amplia gama de gama de células.» de malestar.»
📰 ¡Alerta de nuevo papel! 💥
🔍 Con una increíble cooperación con @LlorcaLabHemos revelado la estructura. #γTuRC Durante la nucleación de los microtúbulos, llevado @debritoclaudia En nuestro laboratorio y @cernarina en @CNIOStopCancer.
Publicado hoy en @Revista Ciencia: https://t.co/byYmCcuyzM
(1/9) pic.twitter.com/gm4sx8zlx9– Laboratorio de Surrey (@surrey_lab) 2 de febrero de 2024
En la célula, los microtúbulos actúan como carreteras para transportar componentes entre diferentes regiones. También desempeñan un papel crucial en la división celular, actuando como ligamentos al unir y separar cromosomas duplicados, lo que permite que la célula se divida en dos partes.
A través de un proceso llamado nucleación de microtúbulosLos microtúbulos se construyen a partir de proteínas llamadas tubulinas mediante una estructura llamada complejo de anillo gamma-tubulina (γ-TuRC), que actúa como un modelo que dirige su formación.
Un misterio surgió cuando se descubrió que el γ-TuRC humano detecta catorce filas de… tubulina En lugar de los trece esperados que los microtúbulos necesitan para que las células funcionen correctamente, la estructura toroidal de γ-TuRC parecía abierta cuando los científicos esperaban que estuviera cerrada.
Las primeras imágenes visuales de alta resolución de γ-TuRC y microtúbulos juntos ayudan a desentrañar este misterio. El equipo tuvo que ralentizar el proceso de alta velocidad para verlo en el laboratorio.
«Tuvimos que crear condiciones que nos permitieran obtener imágenes de más de un millón de microtúbulos en el proceso de nucleación antes de que crecieran demasiado y bloquearan la acción de γ-TuRC». Él dice La bióloga celular Claudia Brito del Centro de Regulación Genómica.
«Pudimos lograr esto utilizando herramientas moleculares en nuestro laboratorio y luego congelando los microtúbulos en su lugar».
Los investigadores utilizaron Microscopía crioelectrónica y algún procesamiento de imágenes complejo para determinar la estructura 3D de γ-TuRC durante la formación de microtúbulos. Descubrieron que cuando γ-TuRC inicia el proceso de nucleación y crecimiento de microtúbulos, éste sufre un cambio de forma.
Se cierra inteligentemente y guarda un tubo a un lado para que coincida con el diseño de los microtubos. También se descubrió un nuevo mecanismo de cierre, que revela que los microtúbulos en crecimiento ayudan a la plantilla γ-TuRC a encontrar su forma correcta.
border-frame=»0″ permitir=»acelerómetro; reproducción automática; escribir en el portapapeles; medios cifrados; giroscopio; imagen en imagen; compartir web»allowfullscreen>
«Visualizamos el proceso que inicia la formación de microtúbulos y vemos que el γ-TuRC humano es un anillo abierto que se cierra para convertirse efectivamente en una plantilla perfecta para la nucleación de microtúbulos». Él dice El biólogo estructural Oscar Lorca del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas de España.
«Pero también descubrimos que este bucle, para cerrarse, necesita que se coloque el 'primer ladrillo' de microtúbulos; y cuando eso sucede, una región del γ-TuRC humano actúa como un ancla que engancha este 'primer ladrillo'. ' para cerrar el ciclo y luego iniciar el proceso de formación de microtúbulos.
Los problemas de microtúbulos pueden causar muchas complicaciones de salud, Incluyendo el cáncer. La disfunción de los microtúbulos también puede exacerbar afecciones como el asma y las enfermedades cardíacas, además de contribuir a los trastornos neurodegenerativos.
Aunque los microtúbulos son el objetivo de algunos tratamientos contra el cáncer, estos medicamentos tienen el desafortunado efecto secundario de afectar también a las células sanas. Es probable que los tumores se vuelvan resistentes a estos medicamentos con el tiempo. Por eso es valioso saber más sobre los microtúbulos y su proceso de construcción.
«A medida que más trabajos aclaren cómo los reguladores se unen a γ-TuRC y cómo influyen en los cambios conformacionales durante la nucleación, puede cambiar nuestra comprensión de cómo funcionan los microtúbulos», dijo Sari. El explica«, «Finalmente presentamos sitios alternativos a los que uno podría querer dirigirse para evitar que las células cancerosas pasen por el ciclo celular».
El estudio fue publicado en Ciencias.
«Gurú del alcohol. Analista. Defensor de la comida. Aficionado extremo al tocino. Experto total en Internet. Adicto a la cultura pop. Pionero de viajes sutilmente encantador».