Una proteína "a prueba de fallas" sensible a la tensión ayuda a garantizar que cuando nuestras células se dividen las dos células resultantes hereden la cantidad normal de cromosomas, los investigadores de la Universidad de Washington y el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson informan en la revista Celda .
Cuando una célula se divide, en un proceso llamado mitosis, la célula en división hace una copia de cada uno de sus cromosomas. Luego los distribuye para que cada célula hija herede una copia de cada cromosoma.
Si este proceso falla y una célula hija termina con demasiados cromosomas y la otra con muy pocos, las células resultantes morirán, funcionarán mal o, en algunos casos, se volverán cancerosas. De hecho, esta afección, llamada aneuploidía, es la másanormalidad genética común observada en las células tumorales.
En el estudio informado esta semana, los investigadores muestran cómo una proteína clave implicada en la mitosis ayuda a prevenir la distribución anormal de los cromosomas durante la división celular, reduciendo así el riesgo de aneuploidía.
"Los hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre el proceso de división celular y pueden guiar el desarrollo de nuevos fármacos quimioterapéuticos dirigidos a la maquinaria de división", dijo el autor principal, Matthew Miller, becario postdoctoral en el laboratorio de Susan Biggins, en el FredDivisión de ciencias básicas del Centro de Investigación del Cáncer Hutchinson, quien fue autor principal del artículo con Charles L. Asbury, profesor asociado de fisiología y biofísica de la Universidad de Washington.
La molécula, que en los humanos se llama ch-TOG, es una proteína que participa en la detección de si los dos conjuntos de cromosomas están posicionados correctamente, de modo que se atraerán a los lados opuestos de la célula antes de que se divida.
La proteína recibió su nombre porque es producida por un gen que es hiperactivo en los cánceres de colon y de hígado, llamado el gen sobreexpresado de tumor hepático colónico ch-TOG. Las versiones de ch-TOG aparecen en muchas especies diferentes, unIndicación de cuán esencial es para la función celular normal. Por conveniencia, los investigadores de la Universidad de Washington examinaron una versión de la proteína que se encuentra en la levadura, llamada Stu2.
Stu2 entra en juego después de que la célula se prepara para dividirse haciendo una copia de cada uno de sus cromosomas, que se mantienen unidos en pares. Cada cromosoma contiene un complejo de proteínas que forma una estructura llamada cinetocoro, un centro de control de movimiento.
Cuando llega el momento de separar los pares de cromosomas, los filamentos delgados, con forma de hilo, llamados microtúbulos, se extienden desde los lados opuestos de la célula y se conectan con los cinetocoros. Normalmente, un microtúbulo de un lado de la célula se engancha a un cinetocoro desde unode los cromosomas emparejados y un microtúbulo del otro lado de la célula se engancha al cinetocoro del otro cromosoma emparejado.
Luego, cuando los dos microtúbulos comienzan a tirar, los cromosomas duplicados se separan y cada uno se dibuja en el lado opuesto de la célula. Los autores descubrieron que Stu2 es una parte crítica de esta estructura cinetocórica.
Para dilucidar la función de Stu2, los investigadores aislaron los cinetocoros y los unieron a microesferas microscópicas, que luego fijaron en su lugar con un rayo láser intenso, una técnica llamada trampa láser. Una vez que tenían las microesferas fijadas, los investigadores permitieron microtúbulospara conectar a cinetocoros con y sin Stu2.
Luego sacaron los microtúbulos de las cuentas aumentando gradualmente la tensión hasta que la conexión se rompió. Esta técnica les permitió medir la tensión a través de las conexiones en el rango de pico Newtons, abreviado pN. Un pN es una billonésima parte de un Newton. 1pN es aproximadamente el peso, en la Tierra, de una sola célula sanguínea.
Los investigadores de la Universidad de Washington encontraron que cuando Stu2 estaba presente la conexión se volvió más estable a medida que aumentaba la tensión. La vida útil de las conexiones aumentó en promedio de 20 minutos a casi una hora a medida que la tensión aumentó de 1 pN a 5 pN. Cuando Stu2 fueeliminado, sin embargo, sucedió lo contrario. A medida que la tensión aumentó de 1 pN a 5 pN, la vida útil del accesorio cayó de 34 minutos a 8,5 minutos.
Los investigadores especulan que Stu2 parece actuar como un mecanismo "a prueba de fallas" para garantizar que los cromosomas duplicados estén posicionados correctamente para separarse correctamente cuando la célula se divide. Cuando los microtúbulos unidos al cinetocoro son de lados opuestos de la célula yestán tirando en dirección opuesta, generan tensión que hace que Stu2 estabilice la conexión.
Sin embargo, si los cinetocoros se unen a dos microtúbulos del mismo lado de la célula, más o menos en la misma dirección y generan menos tensión, Stu2 actúa para desestabilizar el accesorio. Esto permite que la conexión se rompa y dacinetocoro otra oportunidad para establecer una conexión correcta con los microtúbulos.
Queda por descubrir exactamente cómo Stu2 y ch-TOG hacen esto. Una teoría es que funciona en la línea del juguete para niños llamado trampa para dedos, un tubo tejido que ejerce más fuerza cuando intentas tirar de tus dedos insertadosaparte, pero suelte cuando junta los dedos.
"Esta es la primera molécula identificada que está involucrada en la detección de tensión para asegurar que las células hereden los cromosomas correctos", dijo Biggins, "por lo que existe un gran potencial para explotar sus funciones para beneficio terapéutico en el futuro".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de la Salud de Washington / Medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :