2023-05-24Revelan un mecanismo que regula la dineína, un motor molecular clave para la división celular y el desarrollo neuronal
CSIC |El estudio, liderado por el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (CSIC), puede abrir nuevas líneas de investigación para patologías causadas por problemas de desarrollo y neuronales.Investigadores del CSIC han revelado un mecanismo que regula la dineína, un motor molecular clave para la división de las células y el desarrollo neuronal. El estudio, publicado en Nature Communications y liderado por el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), puede abrir nuevas estrategias de investigación para enfermedades causadas por problemas en el desarrollo y en las neuronas.
La dineína es un complejo de proteínas esencial para la vida en la mayor parte de organismos eucariotas. Actúa como un motor, transportando las moléculas y orgánulos que se requieren en diferentes procesos y partes de una célula. Lo hace moviéndose por encima de los microtúbulos, polímeros de proteína que se podría decir que son como las carreteras o autopistas de las células.
“En animales, una célula sin dineína es una célula inviable”, explica Joan Roig, investigador del IBMB-CSIC. “Las células necesitan mover y reorganizar sus componentes internos para realizar diferentes procesos biológicos como, por ejemplo, dividirse. La dineína es uno de los motores centrales en este y multitud de otros procesos”, añade. Para poder llevar las diferentes moléculas, la dineína interacciona con la dinactina (otro complejo de proteínas) y con adaptadores en los que acopla las diferentes cargas que debe transportar. La regulación de estos adaptadores es un aspecto central de la fisiología de la célula, pero aún se conoce muy poco de ellos.
La investigación, realizada por el IBMB-CSIC, el Institut de Recerca Biomèdica (IRB) Barcelona y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), ha descubierto cómo se activa uno de esos adaptadores, denominado BICD2, para unirse a la dineína, ponerla en marcha y mover así los centrosomas, estructuras esenciales en la división celular.
El trabajo está liderado por Joan Roig, y con Núria Gallisà-Suñé como primera firmante, ambos del IBMB-CSIC, junto a Jens Lüders, del IRB, y Oscar Llorca, del CNIO.
Mecanismo esencial en el desarrollo
Cada vez que una célula se divide, su centrosoma se duplica y los dos centrosomas resultantes se mueven hacia extremos opuestos de la célula, desde donde surgirán las dos nuevas células. Para ese transporte de los centrosomas es necesaria la intervención de la dineína. El trabajo revela de qué forma BICD2 se activa y pone en marcha esta última durante las etapas iniciales de la división celular.
“Nuestro trabajo describe un nuevo mecanismo de regulación de la dineína basado en una modificación del adaptador mediante fosforilación. Explicamos cómo el adaptador es fosforilado secuencialmente por dos de las proteínas quinasas, CDK1 y PLK1, que controlan la división de la célula”, explica Roig. La fosforilación es una reacción bioquímica que regula numerosos procesos moleculares. Tal como ha podido ver el equipo mediante microscopia electrónica y diferentes técnicas bioquímicas, BICD2 existe en una conformación cerrada, y la modificación por fosforilación hace que BICD2 tienda a abrirse, de forma que es capaz de interaccionar con la dineína y la dinactina, y formar un complejo motor activo.
Hasta ahora se pensaba que la unión de la carga al adaptador abría este último, permitiendo formar el complejo activo y poner en marcha el motor, sin más intervención de ningún otro proceso o molécula. El trabajo revela la importancia de la fosforilación como mecanismo alternativo y, en diferentes casos, esencial de regulación de la dineína.
Nuevas vías de investigación
Esta investigación no sólo aporta detalles sobre un mecanismo esencial para la supervivencia de las células, sino que puede abrir nuevas estrategias de investigación para enfermedades causadas por problemas en la división celular y en las neuronas, que en diferentes casos son el resultado de una función anómala de la dineína y sus reguladores.
La separación correcta de los centrosomas es muy importante en la división celular. Cuando esto no se produce de manera adecuada, detalla Roig, “se pueden producir células hijas con un número anormal de cromosomas (aneuploides), una condición que puede favorecer la aparición de cánceres, desencadenar abortos o problemas del desarrollo que resulten en malformaciones de órganos, problemas del sistema nervioso central y otras patologías”.
Por otro lado, las neuronas son muy dependientes de la acción de la dineína, y se sabe que las mutaciones de BICD2 causan atrofia muscular espinal de predominio en extremidades inferiores (smaled o síndrome de Kugelberg-Welander). Es una enfermedad caracterizada por debilidad muscular y atrofia en las piernas, a causa de la pérdida de neuronas motoras. Conocer mejor la regulación de BICD2 puede ayudar a comprender mejor esta enfermedad y su origen.
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) es una agencia estatal adscrita al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Su objetivo fundamental es desarrollar y promover investigaciones en beneficio del progreso científico y tecnológico, para lo cual está abierta a la colaboración con entidades españolas y extranjeras. Según la clasificación SIR World Report 2012, es la mayor institución pública dedicada a la investigación en España, habiendo llegado a ser la novena del mundo en 2012, según el SIR World Report 2012: Global Ranking (elaborado por SCImago Institutions Rankings) 3 y la 16ª en 2017.
2023-12-06
Prótesis de pie impresas en 3D: más económica y cómoda para la marcha
El prototipo demuestra que sí es posible elaborar este tipo de productos en el país, lo que abarataría los costos y disminuiría a días los tiempos de entrega, que en la actualidad son de hasta dos años y medio. El nylon, un material que se consigue en el mercado local sería ideal, lo que también sienta un precedente en la elaboración de prótesis más avanzadas y accesibles económicamente.
2023-12-06
¿Cómo se prepara la red para el futuro cuántico?
Ya hemos explicado el potencial de las computadoras cuánticas para desafiar la seguridad actual de los servicios de red y las diversas soluciones que diferentes equipos están persiguiendo con el objetivo de integrar millones de qubits, con la finalidad de implementar algoritmos capaces de descifrar los métodos de cifrado actuales.
2023-12-04
El CSIC entra a formar parte de Hydrogen Europe Research, red europea que impulsa la investigación en hidrógeno limpio
La participación del mayor organismo de investigación español en esta iniciativa se lidera desde el Instituto de Tecnología Química (CSIC-UPV), centro de excelencia Severo Ochoa.
2023-12-01
50 años después, Estados Unidos volverá a pisar la Luna. La sorpresa es que no será en una nave de la NASA
Hace más de medio siglo que Estados Unidos no aterriza en la Luna, pero la NASA busca romper la racha con la nave espacial Peregrine y la primera misión del programa CLPS.
2023-12-01
Desarrollan el primer organoide cardiaco con todas sus cámaras
El nuevo minimodelo del corazón humano más completo de los generados hasta ahora es obra de un equipo del Instituto de Biotecnología Molecular de Austria. El trabajo permitirá avanzar en plataformas de cribado para el desarrollo de fármacos, los estudios toxicológicos y la comprensión del desarrollo temprano de este órgano.
2023-11-30
Noticias falsas: refutarlas mejor con la base de datos denominada
¿Es cierto lo que leo o veo en Internet? Un proyecto respaldado por la Unión Europea (UE) ha mejorado una herramienta que ayuda a periodistas y verificadores a distinguir la verdad de la mentira.
