Para que la división celular sea exitosa, los pares de cromosomas deben alinearse justo antes de ser arrastrados a sus nuevas células, como la apertura de una cortina de teatro. Logran esta hazaña en parte gracias a estructuras llamadas centriolos que proporcionan un ancla paraLos investigadores de Johns Hopkins descubrieron recientemente que la mayoría de las células no se dividirán sin centriolos, y descubrieron por qué: una proteína llamada p53, que ya se sabe que previene la división celular por otras razones, también monitorea los números de centriolos para prevenir divisiones celulares potencialmente desastrosas..
Los detalles de los hallazgos se publicarán en línea en el Revista de biología celular el 6 de julio. La nueva información, más las nuevas herramientas para la manipulación de centríolos, debería ayudar a los investigadores a descubrir cómo p53 ayuda a proteger las células y cómo causa el cáncer cuando no lo hace.
"P53 ya era conocido por monitorear muchas cosas, como el daño en el ADN y la cantidad incorrecta de cromosomas, que hacen que la división sea peligrosa para las células", dice Andrew Holland, Ph.D., profesor asistente de biología molecular y genética en elEscuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins: "Hemos descubierto un elemento más en su lista de verificación: el número de centriolo".
Las células normalmente tienen dos centríolos que trabajan juntos como una unidad para anclar y organizar los microtúbulos, las barras moleculares que forman la columna vertebral de la célula. A medida que una célula se prepara para la división, se forma un nuevo centríolo junto a cada centríolo existente. Luego, cada par va alados opuestos de la célula. Antes de dividirse, los pares de cromosomas idénticos se alinean en el medio de la célula alargada, y los microtúbulos, que emanan de los centriolos de cada lado, ayudan a tirar de los cromosomas en direcciones opuestas para que cada célula nueva reciba unomiembro de cada par de cromosomas.
"Si las células no segregan sus cromosomas adecuadamente, puede haber graves consecuencias", dice Bramwell Lambrus, un estudiante graduado en el laboratorio de Holanda. "El síndrome de Down, por ejemplo, es el resultado de un embrión que hereda una copia extra del cromosoma 21.Lo que es fascinante es que las células que se dividen para crear los óvulos de una mujer no tienen centríolos, por lo que sabemos que no son absolutamente necesarios sino muy útiles ".
Para comprender mejor el papel de los centriolos en la división celular, el equipo necesitaba ver cómo se comportaban las células sin ellos. Sin embargo, eliminar completamente los centriolos de una célula durante el tiempo suficiente para estudiar los resultados planteó un serio desafío porque, cuando una célula detecta sulos centriolos se han ido, hace nuevos desde cero. Para superar este obstáculo, el equipo de Holland buscó la proteína Plk4, que se requiere para la formación del centríolo. En lugar de eliminar permanentemente el gen Plk4 de las células, utilizaron un truco de la biología vegetal paraalternar su presencia en las células, una que nunca antes se había aplicado a las proteínas de una célula animal.
Trabajando con células de retina humanas, los investigadores modificaron Plk4 para que se enviara a los botes de basura celulares cada vez que le dieran a las células una hormona vegetal llamada auxina. Mientras estuvo presente, la auxina evitó que se formaran nuevos centríolos, por lo que cada célulala división redujo a la mitad el número de centriolos por célula. En la cuarta división celular, la mayoría de las células no tenían centriolos, y ninguno de ellos volvió a dividirse. Pero incluso después de que se eliminó la auxina y se restableció Plk4, las células se negaron a dividirse o crear más centriolos.
"Las células estaban permanentemente atascadas", explica Holland. "Era un Catch-22. No podían dividirse nuevamente sin hacer nuevos centríolos, pero no podían hacer nuevos centríolos sin comenzar el proceso de división. Estaba claroque algo le decía a las células que no se dividieran "
Después de probar algunas hipótesis diferentes para explicar por qué las células estaban atrapadas, el equipo recurrió a p53, una proteína conocida por prevenir la división celular cuando las cosas no están bien. Cuando detuvieron la producción de p53 en células sin centríolos, comenzaron adividir de nuevo. Como se esperaba, las células recién formadas tenían muchas anormalidades cromosómicas.
En un experimento final, los científicos restauraron Plk4 en células que carecían tanto de centriolos como de p53 para ver si las células harían nuevos centríolos. Dado que p53 no estaba allí para evitar su división, el retorno de Plk4 fue todo lo que fue necesario para ellas células inician nuevamente la formación de centríolos desde cero. "Dado que la formación de centríolos sin una plantilla de centríolos existente solo ocurre cuando las células carecen de todos sus centríolos, es una ocurrencia rara, y fue emocionante ver que sucedió bajo el microscopio", dice Lambrus.
El equipo planea continuar analizando la formación de nuevos centríolos y cómo p53 detecta los centríolos y evita que las células se dividan sin ellos. "El noventa por ciento de los tumores humanos tienen anomalías cromosómicas, y sabemos que muchos de estos son posibles gracias a mutaciones enp53 ", dice Holland." Si los centriolos no están allí para ayudar a la segregación cromosómica adecuada, p53 actúa como respaldo para evitar la producción de células anormales. Es una protección importante que nos gustaría entender más ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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