Los tripanosomas son parásitos unicelulares que causan enfermedades como la enfermedad del sueño africana humana y Nagana en animales. Pero también se usan en la investigación básica como un sistema modelo para estudiar cuestiones biológicas fundamentales. Investigadores de la Universidad de Berna han investigado cómolos tripanosomas distribuyen equitativamente su "planta de energía" a las células hijas durante la división celular. El mecanismo descubierto potencialmente abre nuevas vías para las intervenciones farmacológicas.
Los tripanosomas pueden causar enfermedades devastadoras en las personas: la enfermedad del sueño en África, la enfermedad de Chagas en América del Sur y recientemente también en Europa. También pueden afectar a los animales y causar Nagana en el ganado en África. Todavía no hay terapias adecuadas para estas enfermedadesLos investigadores dirigidos por el profesor Torsten Ochsenreiter del Instituto de Biología Celular de la Universidad de Berna han estudiado las mitocondrias, las "plantas de energía" de los tripanosomas unicelulares, y ahora han descubierto que se comportan de manera diferente a las plantas de energía celular en humanos durantedivisión celular. Los resultados también podrían ayudar a desarrollar nuevos medicamentos contra las enfermedades causadas por los parásitos.
Las mitocondrias son pequeñas unidades separadas en la célula, que también actúan como plantas de energía y proporcionan energía al organismo. Las mitocondrias fueron originalmente bacterias independientes que fueron incorporadas por una célula hace unos 1.500 millones de años. Durante su coexistencia, la bacteria fue másAdemás, se integraron como una planta de energía en la célula, lo que fue evidente en el hecho de que los planes de construcción de la planta de energía se transfirieron cada vez más a la célula huésped desde el genoma bacteriano.
Hoy, casi toda la estructura de las mitocondrias se almacena en el genoma de la célula huésped. "Casi por completo, porque las mitocondrias aún conservan un poco de autonomía", Anneliese Hoffmann, del Instituto de Biología Celular de la Universidad de Berna., explica el autor principal del estudio: "Todavía tienen algunos componentes esenciales de la central eléctrica en su propio genoma". Si una célula se divide hoy, no solo tiene que asegurarse de duplicar su propio genoma y distribuirlo equitativamente entrecélulas hijas, pero también que el genoma mitocondrial se transmite en consecuencia. Las estructuras y los mecanismos necesarios para esto no estaban caracterizados en gran medida hasta ahora. Tres grupos de investigación de la Universidad de Berna en colaboración con la Universidad Oxford Brookes Reino Unido han descifrado partes deutilizan un mecanismo revolucionario de alta resolución para esto, la llamada "microscopía de reducción de emisión estimulada STED".
microscopio innovador
Los tripanosomas son muy adecuados como sistema modelo en ciencias de la vida, ya que solo tienen una mitocondria muy grande con un solo genoma gigante. Las células humanas generalmente tienen entre cientos y miles de mitocondrias, cada una con varios genomas. Esta configuración mitocondrial muy simpleen los tripanosomas es similar a la situación de hace 1.500 millones de años y permite analizar el desarrollo de las células a su condición actual. Además, tanto el tamaño de la mitocondria como su genoma son una ventaja en los análisis microscópicos ". Y finalmente, es muchoes más fácil seguir un solo genoma mitocondrial y mitocondrial durante la división celular que seguir cientos o incluso miles al mismo tiempo ", dice Torsten Ochsenreiter del Instituto de Biología Celular.
Para su estudio, los grupos de investigación de Bern utilizaron un nuevo microscopio, que les permitió examinar los tripanosomas y sus mitocondrias con una resolución de menos de 50 nanómetros. Aquí pudieron observar la distribución del genoma mitocondrial durante la división celular "."describió en detalle la maquinaria necesaria para la distribución del genoma mitocondrial durante la división celular en los tripanosomas", dice Ochsenreiter. Esto incluye el orden preciso de los componentes en la maquinaria, su tamaño y las interacciones. Descubrieron que la célula inicia la construcción después de lo cualcada componente se agrega uno a uno a la maquinaria. A diferencia de los organismos previamente investigados, los tripanosomas parecen haber desarrollado la mayoría de los módulos exclusivamente para su función en la maquinaria de distribución del genoma mitocondrial.
Aplicable a otras enfermedades
"Junto con los resultados de la investigación fundamental, el estudio también proporciona nuevas técnicas, que también se pueden aplicar a otros organismos en el futuro", explica Ochsenreiter. Por ejemplo, las causas de la distribución incorrecta del genoma mitocondrial pueden serestudiado en algunas enfermedades humanas, como trastornos musculares o incluso formas específicas de cáncer ". Pero las diferencias descubiertas en la maquinaria de distribución en parásitos y humanos son de particular interés para desarrollar nuevos medicamentos contra la enfermedad del sueño y otras enfermedades causadas por tripanosomas en humanosy animales "
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Materiales proporcionado por Universidad de Berna . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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