La mayoría de las personas nunca ha oído hablar de ellos, y sin embargo, cada ser vivo los necesita para sobrevivir: protuberancias finas de células conocidas como cilios. Permiten que los espermatozoides se muevan, forman finos pelos protectores en los pulmones y juegan un papel crucial en la diferenciación deórganos en embriones. Un equipo de investigación de la Universidad Técnica de Munich TUM ha reconstruido el complejo proteico responsable del transporte dentro de los cilios, que desempeña un papel decisivo en su funcionamiento.
Los flagelados los necesitan para moverse, los gusanos redondos para encontrar alimento y los espermatozoides para moverse hacia el óvulo: cilios. Estas excrecencias de células eucariotas incluso aseguran que el corazón humano termine en el lugar correcto: los cilios controlan el desarrollo del órgano del crecimientofeto. "Esta multifuncionalidad es absolutamente fascinante", dice el Dr. Zeynep Ökten, biofísico del Departamento de Física de la Universidad Técnica de Munich.
Solo en los últimos años se ha reconocido la importancia de los cilios para la transducción de señales. "Hasta la fecha, sabemos muy poco sobre qué procesos bioquímicos controlan las diversas funciones. Esto hace que la comprensión de los mecanismos básicos sea aún más importante", enfatiza el científico.
puntos verdes en el foco
El científico sostiene una placa de vidrio con capilares delgados llenos de líquido hasta la luz. No hay mucho que ver, simplemente un líquido claro y transparente. Solo bajo un microscopio de fluorescencia se hace visible el movimiento de los compuestos marcados con tinte: puntos verdes, todos luchando en una dirección.
Como si estuviera en una carretera, las proteínas de transporte migran a lo largo de los canales delgados de los cilios. Pero la forma en que se ponen en marcha estos motores, seguía siendo un misterio hasta ahora. Es por eso que Zeynep Ökten y su equipo decidieron reconstruir el complejo de proteínas.
De abajo hacia arriba en lugar de de arriba hacia abajo
Los componentes básicos del complejo proteico provienen del organismo modelo del nematodo Caenorhabditis elegans. Utiliza sus cilios para encontrar alimento y detectar peligros. Los biólogos ya han identificado docenas de proteínas que afectan la función de los cilios nematodos.
"Aquí, el enfoque de arriba hacia abajo clásico alcanza sus límites porque hay demasiados bloques de construcción involucrados", explica Ökten. "Para comprender el transporte intra-flagelar, IFT para abreviar, tomamos el enfoque opuesto, estudiando proteínas individuales ysus interacciones de abajo hacia arriba "
La aguja en un pajar de proteínas
El trabajo se parecía a la búsqueda proverbial de la aguja en un pajar. Se cuestionó una variedad de compuestos moleculares. Después de meses de experimentación, los investigadores encontraron una combinación mínima de cuatro proteínas. Tan pronto como estas proteínas se fusionan en un complejo,comienzan a migrar a través de los capilares del portador de muestras.
"Cuando vimos las imágenes del microscopio de fluorescencia, supimos de inmediato: ahora hemos encontrado las partes del rompecabezas que encienden el motor", recuerda Ökten. "Si solo falta uno de estos componentes, debido a un defecto genético, por ejemplo, la maquinaria fallará, lo que, debido a la importancia de los cilios, se refleja en una larga lista de enfermedades graves ".
El trabajo fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación y la Fundación Alemana de Investigación DFG como parte del Centro de Ciencia de Proteínas Integradas del Clúster de Excelencia de Munich CIPSM.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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