La hora del día, determinada por el reloj interno de una célula, tiene una influencia más fuerte en la división celular de lo que se pensaba anteriormente, revela un nuevo estudio.
Las células se replican al dividirse, pero los científicos aún no saben exactamente cómo deciden cuándo dividirse. Decidir el momento y el tamaño correctos para dividir es fundamental para las células; si algo sale mal, puede tener un gran impacto, por ejemplocomo con el cáncer, que es básicamente una enfermedad de división celular incontrolada.
Se cree que varios factores juegan un papel en la decisión de una célula de dividirse, incluido el tamaño de la célula, la hora del día y las señales del entorno, como la cantidad de luz.
Ahora, en un estudio con organismos unicelulares llamados cianobacterias, los científicos de la Universidad de Cambridge y el Imperial College de Londres han demostrado cómo afecta la hora del día cuando las células se dividen y a qué tamaño.
Las células y los organismos completos responden a la hora del día en un patrón de acuerdo con su "reloj circadiano" interno. Por ejemplo, en los mamíferos, el reloj circadiano controla la regeneración celular y la liberación de hormonas, y en las plantas controla la apertura de las flores.y fotosíntesis.
Publicado en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias , el nuevo estudio realizado por científicos del Sainsbury Laboratory Cambridge University SLCU y el Departamento de Matemáticas del Imperial College de Londres muestra que el reloj circadiano influye continuamente en la división celular de las cianobacterias durante el día y la noche.
Este hallazgo reescribe la comprensión más reciente de que el reloj solo estaba actuando como un interruptor de "encendido / apagado" a la división celular, lo que permite que las células se repliquen solo en momentos determinados.
El equipo diseñó un conjunto de experimentos con colonias de cianobacterias para distinguir la influencia de la hora del día, el tamaño de la célula y la presencia de luz en la división celular.
Primero, observaron tasas de división para cianobacterias alteradas por falta de relojes circadianos, así como tasas de células inalteradas bajo condiciones de luz constante.
Utilizando los patrones de división de estos experimentos y lo que se pensó que influía en ellos, los matemáticos y colaboradores de Imperial diseñaron modelos para predecir qué sucedería si la luz cambiara en el transcurso de futuros experimentos.
En los experimentos posteriores, el equipo descubrió que, en lugar de que el reloj circadiano actúe como un interruptor de encendido / apagado o 'puerta', prohibiendo la división celular en ciertos momentos, actúa para ajustar el proceso al disminuir la división en ciertos momentos y aceleraren otros.
Lo que encontraron coincidía bien con el segundo conjunto de experimentos, lo que significa que sus modelos describieron con éxito los mecanismos en juego
El Dr. Philipp Thomas, del Departamento de Matemáticas de Imperial, dijo: "En lugar de actuar como una puerta estricta para la división celular, el reloj circadiano influye constantemente en la tasa de división a lo largo del día. Descartando las complejas interacciones entre el tamaño celular, el reloj yel entorno solo fue posible mediante la combinación cuidadosa de experimentos y modelos iterativos que determinaron la contribución de los factores en juego ".
El patrón de tiempo identificado condujo a dos subpoblaciones de cianobacterias que se dividieron en diferentes tamaños, dependiendo de a qué hora nacieron las células.
El autor principal del estudio, el Dr. Bruno Martins de la Universidad de Cambridge, dijo: "Las células nacidas en la primera parte del día crecen a un tamaño más pequeño antes de dividirse nuevamente, porque parecen estar apuradas por dividirse".antes del final del día. Por el contrario, las células que nacen más tarde en el día están menos apuradas y, por lo tanto, crecen a un tamaño mayor y evitan dividirse en el período que normalmente corresponde a la oscuridad de la noche ".
El equipo luego usará sus resultados experimentales y los modelos desarrollados para explicarlos para ver qué moléculas y genes están involucrados en este proceso y explorar su función evolutiva.
La investigación fue financiada por OpenPlant, BBSRC, la Comisión Real para la Exposición de 1851 y la Fundación Caritativa Gatsby.
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Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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