Al igual que los automóviles, las células necesitan un mecanismo de dirección que las guíe hacia un determinado objetivo o dirección. Los científicos del Centro de Cognición y Socialidad Instituto de Ciencias Básicas, SII y KAIST, dirigido por el Prof. HEO Won Do, tienendescubrió la función de una proteína clave involucrada en el movimiento de las células y aclaró cómo migran las células. Estos hallazgos se publicaron recientemente en PNAS proporciona una comprensión más profunda del movimiento de las células y puede beneficiar a varios campos biológicos, como el cáncer, la investigación inmunológica y neurológica.
El desarrollo, la reparación de tejidos, la inmunidad, entre otros, requieren que las células migren. Por ejemplo, en el caso de heridas, los fibroblastos, las células principales del tejido conectivo, necesitan arrastrarse hacia la herida para depositar moléculas que dan estructura yapoyo al nuevo tejido. Al estudiar el corto viaje de los fibroblastos, los científicos del SII descubrieron que una proteína llamada PLEKHG3 RhoGEF regulada por PI3K, cuya función no estaba clara anteriormente, desempeña un papel clave en la migración celular. De hecho, mientras que los automóviles tienen volantes yEngranajes traseros para controlar la dirección, una célula, antes de moverse, necesita determinar cuál es su parte delantera y trasera en un momento dado. Esto se llama polaridad celular y se obtiene mediante la recolección de ciertas moléculas en un lado de la célula.son necesarios principalmente en la parte frontal de la célula, mientras que otros se concentran en la parte posterior. Una vez que se establece la polaridad, la parte frontal se mueve hacia adelante y se tira hacia atrás. Los científicos del SII indujeron a los fibroblastos a producir PLEKHG en exceso3 y luego observó una acumulación de esta proteína en el borde frontal de los fibroblastos que ayuda a las células a avanzar dos veces más rápido que los fibroblastos que no producen en exceso esta proteína.
La apariencia de los fibroblastos en movimiento tiene una forma característica en forma de abanico donde el lado más grande representa el borde frontal. Para confirmar que se necesita PLEKHG3 para la polaridad celular, los científicos del Centro de Cognición y Socialidad eliminaron PLEKHG3 de algunos fibroblastos y observaronsu comportamiento. Las células que carecen de PLEKHG3 perdieron la forma de abanico y se movieron más despacio. Además, usando una técnica optogenética llamada LARIAT desarrollada previamente por el mismo laboratorio, los investigadores pudieron controlar la función de PLEKHG3 usando luz. Cuando las células se iluminan con unLa luz azul, las proteínas PLEKHG3, junto con un receptor de luz azul, se agrupan y dejan de funcionar. Al eliminar esta luz, las células vuelven a su forma y polaridad normales. Además, los científicos también han utilizado otra herramienta optogenética para cambiar la ubicación de PLEKHG3 dentro delcélulas y pueden manipular su dirección de migración.
El borde frontal de la célula también contiene una red de filamentos formados por el ensamblaje de otra proteína que es esencial para el movimiento llamada actina. El investigador descubrió que PLEKHG3 se une a los filamentos de actina recién formados en 30 segundos y activa otras proteínas que promuevenformación de más filamentos de actina. Estas uniones a su vez fomentan el reclutamiento de más proteínas PLEKHG3 en el borde frontal de la célula para mejorar aún más la polaridad y la migración celular. "Al unirse directamente a los filamentos de actina en el frente celular, PLEKHG3 está en el núcleo dela regulación del movimiento celular ", explica el profesor Heo." Sabíamos que los filamentos de actina son responsables del movimiento celular y que hay proteínas que mejoran la formación de redes de filamentos de actina: ¡ahora tenemos el eslabón perdido! "
"PLEKHG3 es único porque promueve la migración celular al inducir la polaridad celular. Debido a que PLEKHG3 es muy importante para el movimiento celular, queremos continuar estudiándolo en otros tipos de células, incluidas las neuronas. Predecimos que esta proteína puede desempeñar un papelen plasticidad neuronal durante los procesos de aprendizaje y memoria ", concluye el Prof. Heo.
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