Investigadores japoneses informan de un nuevo detector de iones, MARIO. Al usarlo, muestran que los cambios en la concentración intracelular de iones libres de magnesio Mg 2+ es crítico para el plegamiento cromosómico que debe ocurrir para que las células se dividan.Los resultados, que se pueden leer Biología actual , proporciona un nuevo mecanismo para la organización de los cromosomas.
La división celular es esencial para que se formen nuevas células en el cuerpo, ya sea durante el crecimiento normal o para reparar células perdidas o dañadas. Durante la división celular, los cromosomas comienzan a condensarse y permanecen así hasta que se completa la división. Varias proteínas enla célula controla la condensación, pero también lo hacen los iones libres como el Mg 2+ .
"Los cromosomas tienen carga negativa. Cationes libres como Mg 2+ neutralice la carga para que los cromosomas puedan condensarse durante la división celular ", explica el profesor Kazuhiro Maeshima en el Instituto Nacional de Genética NIG, que estudia la dinámica 3D del ADN y dirigió el estudio.
aunque se sabe que Mg 2+ podría tener un papel importante en la reorganización cromosómica, midiendo cuantitativamente el Mg 2+ la concentración durante la división celular ha sido un desafío. Por lo tanto, el Prof. Maeshima se asoció con el Prof. Takeharu Nagai de la Universidad de Osaka, líder en el desarrollo de sondas químicas para la señalización intracelular. Juntos, formularon MARIO Indicador radiométrico de magnesio para imágenes ópticas,una sonda fluorescente que mide Mg 2+ concentración
MARIO se basa en un indicador de calcio conocido como YC3.60 y está compuesto de proteína fluorescente cian mejorada, la proteína fluorescente amarilla VENUS y un Mg 2+ dominio de unión encontrado en bacterias conocidas como CorA. Mg 2+ la unión a CorA provoca un cambio estructural en MARIO que cambia la señal de fluorescencia.
"Podríamos mejorar el rendimiento de MARIO, tanto en términos de Mg 2+ afinidad y rango dinámico, truncando CorA e introduciendo mutaciones aleatorias en la estructura ", dice Nagai.
Mg 2+ sí mismo es abundante en la célula, pero no en forma libre. En cambio, generalmente es capturado por ATP. Usando MARIO, los investigadores encontraron que durante la división celular, Mg libre 2+ aumenta enormemente, permitiendo que los cromosomas se condensen. El aumento alcanzó su punto máximo durante la transición de la metafase a la anafase, que marca el período en la división celular en el que la membrana celular comienza a mostrar signos de ruptura en dos células.
"Encontramos una relación clara entre los niveles de ATP y el Mg libre 2+ ", dice Maeshima." Cuanto menos ATP, más Mg 2+ y la mayor condensación cromosómica. Si disminuimos los niveles de ATP, entonces los cromosomas se condensan aún más. Proponemos un nuevo mecanismo por el cual la dinámica se regula durante la división celular, en la que el Mg unido a ATP 2+ se libera por la hidrólisis de ATP ".
Debido a que la división celular es un evento que requiere mucha energía, se presume que la célula consumirá más ATP.
"No estamos seguros de qué causa la demanda de ATP. Pero se toman varias medidas durante la división celular, por lo que no nos sorprende ver Mg 2+ los niveles aumentan
Varias enfermedades como el cáncer son causadas por anormalidades en la división celular. Esperamos que comprender cómo se regula la condensación cromosómica nos ayudará a comprender cómo se desarrollan estas enfermedades y las posibles formas de tratarlas ", dice Maeshima.
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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