Para responder a los cambios en su entorno, las células individuales, incluidas algunas de las que componen organismos complejos, necesitan moverse. Esto se puede lograr propulsándose mediante proyecciones llamadas pseudopodia. Aunque este sistema está presente en muchas especies diferentes, los mecanismosque lo controlan y permiten que las celdas se muevan en una dirección particular no se han aclarado por completo.
En un trabajo reciente publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , investigadores de la Universidad de Osaka han revelado cómo las células en un organismo conocido como moho limo establecen la distribución polarizada de dos moléculas en sus membranas externas. La localización de estas dos moléculas exclusivamente en los diferentes extremos de una célula conduce al ensamblaje de la maquinariapara la formación de pseudopodio solo en un extremo de la célula. Esto asegura una fuerza unidireccional de los pseudopodios utilizados para impulsar las células, lo que permite el movimiento celular dirigido.
Los investigadores utilizaron una serie de enfoques experimentales de una sola célula y una sola molécula para analizar las moléculas PIP3 y PTEN en el molde de limo y determinar cómo surge su distribución polarizada. Primero, mostraron que cuando PTEN estaba ausente de las células, PIP3 se convirtió endistribuidos por toda la membrana celular, lo que condujo a la generación de seudopodios múltiples. Esto a su vez evitó el movimiento celular. También cuantificaron los niveles de PIP3 y PTEN, y sus distribuciones celulares específicas, y mostraron que estaban distribuidos exclusivamente en diferentes regionesen la membrana, con un límite claro entre ellas.
"Nuestros hallazgos revelan que PTEN y PIP3 funcionan como un interruptor ultrasensible en las células", dice el autor Masahiro Ueda. "La presencia de PTEN y PIP3 significa que se suprimen mutuamente, lo que evita que las células formen pseudopodia en diferentes extremos. Esto esuna forma extremadamente efectiva de garantizar que las células generarán fuerzas de propulsión en una sola dirección, evitando el desperdicio de energía "
Dado que PTEN y PIP3 parecen ejercer funciones similares en una variedad de organismos desde el moho limo hasta los mamíferos, estos hallazgos podrían explicar la motilidad celular en muchas especies. La configuración de tener dos circuitos de retroalimentación positiva de moléculas mutuamente inhibidoras también puede funcionar enotras vías de señalización, dada la eficiencia con la que permite la conmutación ultrasensible entre diferentes estados.
"Nuestro trabajo también sugiere cómo este sistema podría funcionar para promover la viabilidad celular", dice el autor principal Satomi Matsuoka. "Por ejemplo, cuando un quimioatracto está presente con un gradiente de concentración particular, causa la región rica en PIP3 en la célulamembrana para orientarse en relación con ese gradiente, que a su vez induce propulsión en la dirección del gradiente. De esta manera, las células son inducidas automáticamente a moverse hacia o alejarse de estímulos y productos químicos tóxicos en su entorno ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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