¿Cómo afectan las variaciones temporales en las concentraciones de proteínas a la biología? Es una pregunta que los biólogos han comenzado a abordar recientemente, y los hallazgos muestran cada vez más que los cambios temporales aleatorios en la cantidad de ciertas proteínas juegan un papel directo y significativo en los procesos biológicos.
En un nuevo estudio publicado en Biología de sistemas moleculares , los investigadores del laboratorio de David Suter en EPFL han descubierto que las fluctuaciones temporales en las concentraciones de proteínas pueden determinar el tipo de célula en que se convertirán las células madre embrionarias.
Los científicos estudiaron dos factores de transcripción importantes, SOX2 y OCT4, cuyos niveles en las células madre embrionarias cambian con el tiempo. Ambos factores de transcripción son importantes para la autorrenovación y diferenciación o "destino" de las células madre embrionarias en tipos de células específicas.
Para monitorear sus fluctuaciones temporales, el equipo llevó a cabo una sofisticada ingeniería genómica, generando cinco genes "informadores" en una sola línea de células madre embrionarias. Estos son genes que están unidos cerca de un gen de interés en este caso, elgenes para SOX2 y OCT4 y producen una señal visible, por ejemplo, luz fluorescente, cuando el gen objetivo se expresa en una célula, por lo tanto, "informa" cuando produce su proteína correspondiente.
Usando este método, los investigadores podrían monitorear las fluctuaciones de SOX2 y OCT4 a lo largo del tiempo en las células vivas y determinar cómo estas fluctuaciones impactan el destino de las células madre embrionarias.
El estudio encontró que pequeños cambios en los niveles de cualquiera de los factores de transcripción impactan el destino de las células, pero solo durante la primera fase de crecimiento celular de la vida de la célula la fase G1. Los niveles elevados de SOX2 parecen "empujar" al embriónlas células madre hacia las células de tipo neuronal las que provienen del neuroectodermo, mientras que los niveles elevados de OCT4 dirigieron fuertemente las células hacia los tipos de células diferenciadas neuronales y no neuronales. La razón, según los científicos, es que los altos niveles de OCT4 aumentan la accesibilidad defactores de diferenciación a la cromatina de la célula.
"Dado que las fluctuaciones en las concentraciones de factores de transcripción están en gran medida impulsadas por la aleatoriedad inherente de la cascada de expresión génica, esto podría establecer límites fundamentales en nuestra capacidad para redirigir las decisiones del destino celular con fines terapéuticos", dice Suter.ser requerido para determinar si estas fluctuaciones podrían ser suprimidas al menos parcialmente para mitigar su impacto en el control del destino de las células madre embrionarias ".
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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