Los microtúbulos, fibras huecas de la proteína tubulina de solo unos pocos nanómetros de diámetro, forman los citoesqueletos de las células vivas y juegan un papel crucial en la división celular mitosis a través de su capacidad de experimentar un rápido crecimiento y contracción, una propiedad llamada "inestabilidad dinámica"."Mediante una combinación de microscopía crioelectrónica de alta resolución cryo-EM y una metodología única para el análisis de imágenes, un equipo de investigadores del Berkeley Lab y la Universidad de California UC Berkeley ha producido una vista atómica de los microtúbulos que permitiópara identificar el papel crucial que desempeña una familia de proteínas de unión final EB en la regulación de la inestabilidad dinámica de los microtúbulos.
Durante la mitosis, los microtúbulos se desmontan y se transforman en husos que la célula en división utiliza para mover los cromosomas. Para que se produzca la migración cromosómica, los microtúbulos unidos a ellos deben desmontarse, transportando los cromosomas en el proceso. La inestabilidad dinámica que lo hace posiblepara que los microtúbulos pasen de un estado nucleotídico polimerizado rígido o "ensamblado" a un estado nucleotídico despolimerizado o "desensamblado" flexible, es impulsado por la hidrólisis del trifosfato de guanosina GTP en la red de microtúbulos.
"Nuestro estudio muestra cómo las proteínas EB pueden facilitar el ensamblaje de los microtúbulos uniéndose a las subunidades del microtúbulo, esencialmente manteniéndolas juntas, o bien hacer que un microtúbulo se desmonte al promover la hidrólisis de GTP que desestabiliza la red de microtúbulos", dice Eva Nogales, un biofísico de la División de Ciencias de la Vida de Berkeley Lab que dirigió esta investigación.
Nogales, quien también es profesora de biofísica y biología estructural en UC Berkeley e investigadora del Instituto Médico Howard Hughes, es una autoridad líder en la estructura y la dinámica de los microtúbulos. En este último estudio, ella y su grupo utilizaron crio-EM, en el que las muestras de proteínas se congelan rápidamente a temperaturas de nitrógeno líquido para preservar su estructura natural, para determinar las estructuras de microtúbulos en diferentes estados de nucleótidos con y sin EB3. Con cryo-EM y su metodología de análisis de imagen, lograron una resolución de 3.5 Angstroms, un registro de microtúbulos. En perspectiva, el diámetro de un átomo de hidrógeno es de aproximadamente 1,0 Angstroms.
"Ahora podemos estudiar los detalles atómicos de la polimerización y despolimerización de microtúbulos para desarrollar una descripción completa de la dinámica de los microtúbulos", dice Nogales.
Más allá de su importancia para nuestra comprensión de la biología celular básica, los microtúbulos son un objetivo importante para los medicamentos contra el cáncer, como Taxol, que pueden evitar que la transición crezca a estados de nucleótidos cada vez más pequeños o viceversa.
"Una mejor comprensión de cómo se regula la inestabilidad dinámica de los microtúbulos podría abrir nuevas oportunidades para mejorar la potencia y la selectividad de los medicamentos contra el cáncer existentes, así como facilitar el desarrollo de nuevos agentes", dice Nogales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Original escrito por Lynn Yarris. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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