Investigación

Identifican un nuevo mecanismo que controla el desensamblaje del huso al término de la mitosis

El estudio se publica hoy lunes en Journal of Cell Biology, dirigido por los investigadores del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CSIC-UPO-Junta de Andalucía) Juan Jiménez y Rafael R. Daga ● Los fallos en este mecanismo pueden dar lugar a importantes alteraciones genéticas

Rafael R. Daga y Juan Jiménez
Rafael R. Daga y Juan Jiménez

Una tarea básica de las células es dividirse. De una célula salen dos, de dos cuatro, y así, los billones de ellas que pueden formar un elefante, o un ratón. Cada división es una operación de extrema precisión. La célula que va a dividirse copia el ADN de cada cromosoma y una vez copiado, ensambla una máquina que engancha ambas copias y las separa para que cada célula hija se lleve una de ellas, para que cada célula hija se lleve exactamente los mismos cromosomas, la misma información genética. Esa máquina de separar cromosomas es el huso mitótico (en verde en las células de la foto), una estructura de microtúbulos que funciona como un gato hidráulico, empujando cada copia cromosómica (indirectamente representadas por los puntos rojos en las fotos) a extremos opuestos de la célula. Una vez en los extremos, la célula desmonta esta maquinaria de separar cromosomas, y la citoquinesis genera dos células hijas independientes, genéticamente iguales (partes superiores de la imagen).

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Secuencia de la división de una célula normal (arriba) y de una deficiente en desensamblar el huso al final de la mitosis (abajo).

Empleando la levadura de fisión como modelo, Juan Jiménez y Rafael R. Daga, ambos investigadores principales del CABD (centro mixto CSIC-UPO-Junta de Andalucía) y directores del trabajo, han identificado un grupo de proteínas universales que regulan el momento preciso por el que se desmonta el huso mitótico, entre las que destacan algunos componentes del complejo degradador de proteínas (la AAA-ATPasa Cdc48 y otros reguladores del proteasoma). Este trabajo se publica hoy lunes 11 de mayo en la revista Journal of Cell Biology.

Cuando estas proteínas no hacen bien su función, el huso no se desmonta y sigue empujando a los núcleos con sus cromosomas hasta que, a veces, pueden llegar a juntarse de nuevo en la misma célula, lo que da lugar a alteraciones genéticas irreversibles (paneles inferiores de la foto). Este hecho pone en evidencia lo crítico que resulta desensamblar el huso al final de la mitosis para que las células hijas no alteren su carga genética, una alteración frecuentemente asociada al descontrol de la división de las células cancerosas. “En la mitosis, aludiendo a la obra de Shakespeare: bien está lo que bien acaba”, subraya Juan Jiménez.

De forma particularmente relevante, el trabajo demuestra que las células de levadura, que a diferencia de las de eucariontes superiores mantienen la membrana del núcleo envolviendo los cromosomas durante la mitosis, cuentan con un sistema de transporte para llevar estas proteínas al huso justo en el sitio y el momento en que debe desensamblarse. Los investigadores demuestran que esa región de la membrana nuclear forma un dominio especializado de transporte que han denominado MMD (Midzone Membrane Domain). La especialización tuvo lugar en esta levadura en un paso temprano en la evolución de una proteína de transporte (importina ), revelando cómo han podido especializarse estas proteínas de las que en humanos se conocen siete con distintas funciones.

El trabajo ha sido parcialmente desarrollado durante la tesis del investigador Rafael Lucena, y han colaborado los grupos estadounidenses dirigidos por el investigador D. R. Kellogg, de la Universidad de California, y el investigador S. P. Gygi, del Harvard Medical School.

 

Rafael Lucena, Noah Dephoure, Steve P. Gygi, Douglas R. Kellogg, Victor A. Tallada, Rafael R. Daga and Juan Jimenez (2015).
Nucleocytoplasmic transport in the Midzone Membrane Domain controls yeast mitotic spindle disassembly.
Journal of Cell Biology. DOI: 10.1083/jcb.201412144