los investigadores de la Universidad de Princeton han recreado con éxito un proceso clave involucrado en la división celular en un tubo de ensayo, descubriendo el papel vital que desempeña una proteína que se eleva en más del 25% de todos los cánceres. Los hallazgos de los investigadores, descritos en un par deartículos publicados en las revistas eLife y Comunicaciones de la naturaleza , son un paso clave para recrear toda la maquinaria de división celular y podrían conducir a nuevas terapias destinadas a prevenir el crecimiento de células cancerosas.
Cuando las células se dividen, una estructura en forma de huso compuesta de miles de filamentos llamados microtúbulos se adhiere a los cromosomas y atrae cantidades iguales de ellos a cada célula recién formada. Cada microtúbulo se ensambla a partir de moléculas de tubulina individuales y, dado que los errores en la segregación cromosómica pueden conducirpara el cáncer, es vital que se ensamblen en microtúbulos en el momento y lugar adecuados para formar un aparato funcional del huso. La nucleación de microtúbulos ramificados, en la que se forma un nuevo microtúbulo desde el lado de uno existente, es crucial para este proceso porque permitela célula para formar una gran cantidad de microtúbulos que apuntan hacia los cromosomas, lo que permite su captura por el huso.
La nucleación de microtúbulos ramificados depende de varias piezas de maquinaria molecular. Una pieza, llamada complejo de anillo de gamma-tubulina γ-TuRC, inicia el ensamblaje de moléculas de tubulina en microtúbulos, mientras que otra, conocida como complejo augmin, recluta γ-TuRC al lado de los microtúbulos existentes. Una proteína llamada TPX2, cuyos niveles están elevados en más del 25% de todos los cánceres, también está involucrada en la nucleación de microtúbulos ramificados. Los niveles elevados de TPX2 conducen a un ensamblaje de microtúbulos aberrante en las células y malos resultados en pacientes con cáncer.Pero aún se desconoce cómo funciona TPX2 con augmin y γ-TuRC para mediar la nucleación de microtúbulos ramificados y el ensamblaje del huso.
"Para comprender mejor el mecanismo de ramificación de la nucleación de microtúbulos, nos propusimos reconstituir el proceso fuera de la célula utilizando proteínas purificadas", dijo Sabine Petry, profesora asistente de biología molecular en Princeton.
en el eLife estudio, los estudiantes graduados Raymundo Alfaro-Aco y Akanksha Thawani describen cómo recrearon la nucleación de microtúbulos ramificados en un tubo de ensayo. Un hallazgo clave del estudio es que, como augmin, TPX2 puede unirse a los microtúbulos y reclutar γ-TuRC para iniciar la ramificaciónnucleación de microtúbulos. Otro hallazgo sorprendente fue que TPX2 también ayuda a reclutar augmin a microtúbulos, mejorando aún más el reclutamiento de γ-TuRC.
"La nucleación de microtúbulos ramificados, por lo tanto, ocurre de manera más eficiente cuando augmin, TPX2 y γ-TuRC están presentes", dijo Alfaro-Aco. "Sorprendentemente, TPX2 se encuentra en el corazón mismo del control de esta reacción, a pesar de ser solo una proteína entrelos grandes complejos de múltiples subunidades augmin y γ-TuRC ".
en el Comunicaciones de la naturaleza artículo, Petry y su antiguo estudiante graduado Matthew King revelan que TPX2 se comporta como un líquido en la promoción de la nucleación de microtúbulos ramificados. Específicamente, TPX2 forma una capa líquida en la superficie de los microtúbulos existentes que se forma en gotas que contienen tubulina, muy similar aRocío de la mañana en las telas de araña. Los investigadores encontraron que TPX2 y tubulina pueden condensarse juntas para formar gotas similares a líquidos a través de un mecanismo de separación de fases idéntico al que hace que se formen gotas de aceite en el agua. Se pueden formar nuevos microtúbulos a partir de estas tubulinas TPX2gotas y, debido a que las gotas se condensan en la superficie de los microtúbulos existentes, esto da como resultado la formación de estructuras de microtúbulos ramificados.
"El estudio sugiere que la condensación conjunta de TPX2 y tubulina crea un reservorio local de tubulina en un microtúbulo preexistente que puede ser necesario para promover eficientemente la ramificación de la nucleación de microtúbulos", dijo King.
Juntos, ambos estudios revelan que TPX2, un tanto pasado por alto antes, es el eje central de la nucleación de microtúbulos ramificados. Primero viaja a los microtúbulos para ensamblar todos los otros componentes que finalmente dan lugar a un microtúbulo ramificado, y lo hace mientras se comporta comoun líquido. Petry y sus colegas piensan que las señales celulares pueden regular la condensación de TPX2 para garantizar que solo ocurra cuando una célula se está dividiendo y necesita formar un huso ". Nuestros hallazgos sobre el comportamiento de TPX2 pueden guiar los futuros esfuerzos terapéuticos destinados a modular la división celular", Dijo Petry." Además, nuestra reconstitución de la ramificación de la nucleación de microtúbulos es un paso importante para reconstituir todo el aparato del huso, así como otras estructuras celulares que dependen de esta vía de ensamblaje de microtúbulos ".
El trabajo publicado en ambos documentos fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud, el Programa Pew Scholars en Ciencias Biomédicas y la Fundación David y Lucile Packard. El trabajo publicado en eLife también recibió el apoyo de la Beca Gilliam del Instituto Médico Howard Hughes, una Beca de Investigación de Graduados de la Fundación Nacional de Ciencias y la Asociación Estadounidense del Corazón.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencias de revistas :
Cite esta página :