La simetría y la asimetría son propiedades fundamentales de la naturaleza. Vista desde arriba, las mariposas tienen simetría izquierda-derecha, mientras que los cangrejos violinistas machos muestran una asimetría dramática. Este es también el caso de las unidades fundamentales de la vida: las células. Controlan la simetría de suestructuras internas para regular todas las funciones biológicas.
Publicando en Comunicaciones de la naturaleza , un equipo dirigido por el Centro Hakubi de Investigación Avanzada de la Universidad de Kyoto ha anunciado el desarrollo de una célula artificial que saca a la luz la dinámica que rige la simetría interna de cada célula.
El equipo descubrió que la red de actomiosina, un complejo que consiste principalmente en la proteína actina que crea la malla filamentosa y la miosina motora molecular generadora de fuerza, se autoorganiza en dos estructuras distintas que empujan y tiran componentes intracelularescomo en un tira y afloja
Estudios anteriores han demostrado que la masa estructural de una célula, el citoesqueleto de actina, está involucrada en el posicionamiento simétrico. Se ha planteado la hipótesis de que esta red dirige y posiciona los componentes intracelulares. Sin embargo, los mecanismos de cómo las proteínas encuentran el "centro 'de la célula, o cómo inducen la ruptura de la simetría, han permanecido esquivos.
"Las células vivas se usan tradicionalmente para estudiar estos procesos", explica Makito Miyazaki, quien dirigió el estudio. "Pero una célula es tan compleja que puede ofuscar el sistema regulador subyacente".
Para superar esta dificultad, el equipo se decidió por un enfoque ascendente, desarrollando una célula artificial simplificada al confinar el citoesqueleto de actina en una pequeña gota de líquido. Esto les permitió controlar los tamaños y las concentraciones de cualquier proteína de interés.
Al cambiar el tamaño de la célula, el equipo descubrió dos redes de actomiosina coexistentes con funciones opuestas: una actomiosina centrípeta en forma de anillo que empuja hacia el centro, y puentes de actomiosina a granel radialmente formados que tiran hacia los bordes
Los experimentos de perturbación molecular y el modelado teórico revelaron además que el equilibrio entre estas dos redes es lo que determina la simetría de posicionamiento.
"Cómo las células organizan sus estructuras internas es una pregunta importante, que debemos responder para entender cómo se construyen nuestros cuerpos a partir de células fertilizadas individuales", concluye Miyazaki.
Al simplificar el sistema celular, el equipo cree que ha desarrollado un modelo universalmente aplicable que podría conducir a nuevas revelaciones sobre las funciones más fundamentales de la vida.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kyoto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :