El biólogo celular Thomas Maresca y el investigador principal Vikash Verma de la Universidad de Massachusetts Amherst dicen que, por primera vez, observaron y registraron directamente en células animales una vía llamada nucleación de microtúbulos ramificados, un mecanismo en la división celular que había sido fotografiadoen extractos celulares y células vegetales, pero no se observó directamente en células animales. Los detalles aparecen este mes en el Revista de biología celular .
En este trabajo apoyado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales de los NIH, los investigadores se propusieron explorar la mecánica específica de la división celular, lo que Verma llama "las reglas de la división fiel y completa" en las células de la mosca de la fruta. En particular, quierenpara comprender cómo las estructuras llamadas microtúbulos ayudan a definir dónde se divide la célula por la mitad durante el proceso de división.
Maresca explica: "Esto se ha estudiado durante mucho tiempo, ya que la microscopía permitió que las células se dividieran, pero con mucha intensidad durante 40 o 50 años. ¿Cuáles son las señales que le indican a una célula dónde dividirse? ¿Cómo funciona la célula?¿Sabe dónde colocar el plano de división? Es la conclusión final de la mitosis, la división real de la célula en dos ".
En la división celular normal, los cromosomas se alinean cerca del centro de la célula, donde una estructura llamada huso alinea copias de cada cromosoma al interactuar con una estructura similar a un puente llamada cinetocoro. Cuando todos los cromosomas se han alineado, los microtúbulos se tiranel cromosoma se separa como una cremallera. La célula se divide físicamente en un lugar ubicado entre los cromosomas segregados para producir dos células hijas, cada una con una copia completa del genoma.
Al tomar imágenes de los microtúbulos, a menudo descritos como autopistas a nanoescala, los biólogos notaron que la señal espacial para localizar el plano de división requiere microtúbulos, dice Maresca. "Crecen para tocar los bordes dentro de la membrana celular. Vikash descubrió que elLas puntas crecientes de los tubos, los 'extremos positivos' que tocan la membrana, le dicen a la célula: 'Aquí es donde se dividen'. Las proteínas reguladoras son reclutadas en el sitio contactado por los extremos positivos que se ponen en marcha y todo un nuevoLa vía ensambla un anillo que se contraerá como una cadena de cartera para dividir una celda grande en dos más pequeñas ".
El tiempo también juega un papel importante, según los investigadores. "Parece que todas las puntas de los microtúbulos tienen la capacidad especial de desencadenar la vía de la cadena del bolso", dice Maresca, "pero con el tiempo, algo cambia y solo las puntas enel centro de la célula retiene esa capacidad ". En referencia al trabajo publicado en eLife en febrero, agrega:" Encontramos lo que creemos que es una señal espacial muy importante de cómo la célula posiciona su plano de división ".
Verma dice que visualizar el comportamiento de los microtúbulos durante la división celular en detalle generalmente se ve obstaculizado por el hecho de que tantos microtúbulos crecen y se reducen al mismo tiempo en toda la célula, dice Verma. "Es como si muchas carreteras convergieran en el mismo lugar y tiempo enel huso. Parece un mapa de la autopista de Los Ángeles ". Pero al usar una técnica poderosa llamada microscopía de fluorescencia de reflexión interna total TIRF, Verma pudo visualizar más fácilmente las propiedades dinámicas de los microtúbulos individuales. Maresca agrega:" Pasamos de una situación estresanteAtasco de tráfico de Los Ángeles en una vista de domingo en coche en carretera ".
Fue entonces cuando presenciaron la ramificación. Utilizando la microscopía TIRF multicolor, los investigadores ahora podían ver claramente y definir cuantitativamente el proceso de nucleación de microtúbulos de ramificación. Según su conocimiento, esto nunca antes se había visualizado en tiempo real en animalescélulas "Fue muy emocionante", recuerda Verma.
Maresca dice: "Cuando ves cosas tan hermosas ante tus ojos, solo tienes que seguirlo. Este proyecto comenzó como una investigación de cómo las células definen dónde se dividen, pero vimos este fenómeno de ramificación tan a menudo y tan claramentenos dimos cuenta de que teníamos que verlo más de cerca. No creemos que pudieras haber visto el proceso de ramificación tan bien como en otros sistemas modelo como puedes en nuestras celdas de moscas de la fruta. Destaca el hecho de que cada sistema modelo tiene sus puntos fuertesy sus debilidades y, en este caso, nuestras células y la fase en la que las estábamos imaginando solo ofrecían una vista única y hermosa de la ramificación a vista de pájaro. De hecho, pudimos ver todo esto sucediendo en tiempo real ante nuestros ojos ".
Una vez que pudieron visualizar todo el proceso de nucleación de ramificación en una célula, agrega, "Sabíamos que podríamos" etiquetar "las proteínas que regulan el proceso con diferentes colores para cuantificar aún más los parámetros fundamentales del fenómeno. De repente, nosotrosme di cuenta de que esta es la primera vez que uno puede ver que esto sucede en las células de animales vivos ".
La nucleación de ramificación es fundamental y conservada, una de las partes esenciales de la mitosis, pero ha sido difícil de visualizar directamente en otros sistemas modelo, señala Maresca. "El curso de este proyecto fue un recordatorio de que algunos de los trabajos más emocionantes que tuvimoshacer lo que los científicos no planean y, especialmente para los microscopistas, comienza por ver que algo en la célula se despliega ante tus ojos ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Massachusetts en Amherst . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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