Una proteína extremadamente inestable, Cln3, parece ser el interruptor maestro que activa la división celular en la levadura en ciernes. Las concentraciones de Cln3 solo alcanzan niveles suficientemente altos como para desencadenar el proceso de división celular cuando la tasa de síntesis de proteínas supera la tasa de aumento del volumen celular.Científicos de la Universidad de Groninga, junto con colegas en Suiza, publicaron este descubrimiento en la revista Biología celular natural el 4 de noviembre
Si bien las células no pueden pensar, sin embargo, deben 'decidir' si se dividen o entran en un estado latente, de acuerdo con las condiciones ambientales. Hace tres décadas, se descubrió que el complejo quinasa dependiente de ciclina CDK es el principal regulador deel ciclo de división celular. Sin embargo, el mecanismo preciso con el cual las células toman la decisión de iniciar un nuevo ciclo de división aún no estaba claro hasta hoy.
oscilaciones
Hace tres años, Matthias Heinemann, biólogo de sistemas de la Universidad de Groningen, demostró que las oscilaciones en el metabolismo celular pueden servir como el "conductor" del ciclo celular en la levadura en ciernes. Su grupo de investigación ha descubierto una nueva pieza de lapuzzle, una proteína de levadura llamada Cln3. Anteriormente se sabía que Cln3 forma un complejo con CDK y pone en marcha procesos que impulsan a las células a iniciar un nuevo ciclo de división. "Sin embargo, como se pensaba que la concentración de Cln3 permanecía constante durante elEn el transcurso del ciclo de división celular, no estaba claro cómo CIn3 influye en la decisión de las células de dividirse ", explica Heinemann. Además, Cln3 es muy inestable y es muy difícil medir su concentración porque una vez producido, se descompone casi de inmediato.
Para investigar el papel de Cln3 en la decisión de las células de iniciar un nuevo ciclo de división, Heinemann, junto con su equipo de investigación, que incluía a su colega Andreas Milias-Argeitis, implementó un método alternativo para medir la tasa de producción de CIn3 sobrePor lo general, uno agregaría el gen de la proteína verde fluorescente GFP junto al gen Cln3. Esto produciría fluorescencia cuando se produce Cln3-GFP. "Pero en este caso, la GFP se descompone rápidamente junto con Cln3y no se puede detectar fluorescencia ", explica Milias-Argeitis. Este problema se resolvió mediante la inclusión de un péptido pequeño adicional entre Cln3 y GFP." Este péptido adicional se auto-escinde y libera GFP de Cln3 tan pronto como la nueva proteína de fusión esproducido. Por lo tanto, Cln3 se descompone pero GFP permanece en la celda y puede ser detectado ". Por lo tanto, fue posible medir la tasa de producción de Cln3.
desacoplamiento
Athanasios Litsios, quien es el primer autor del estudio e introdujo la idea del péptido de auto escisión, realizó numerosas mediciones minuciosas de fluorescencia de GFP en células individuales cultivadas en un chip microfluídico y observó bajo el microscopio mientras también medía los volúmenes celulares.Estas mediciones mostraron que la concentración de Cln3 alcanza su punto máximo antes de que la célula decida iniciar el ciclo de división. Las mediciones de la concentración de Cln3 se realizaron antes, pero como explica Heinemann solo con técnicas que promedian las poblaciones de células grandes ". En ese caso, el pico enLa concentración de Cln3 se promedia sobre la población celular '.
Lo que es notable acerca de este nivel máximo de proteínas es que ocurre durante una fase cuando el ritmo de producción de proteínas excede el aumento en los volúmenes celulares. Milias-Argeitis explicó esto de la siguiente manera. 'Esto significa que hay un desacoplamiento entre la síntesis de proteínas yprocesos metabólicos, lo que hace que el volumen celular aumente ". Este desacoplamiento podría explicar algunas de las oscilaciones metabólicas que Heinemann observó anteriormente y que también juegan un papel en el inicio del ciclo de división celular.
intrigante
Los resultados de este estudio sugieren que la decisión de ingresar al ciclo de división celular se desencadena por un pico en la concentración de Cln3, que a su vez es impulsado por un aumento en la tasa de síntesis de proteínas. Quizás este proceso sea indicativo de unHeinemann observó que "la observación de un aumento en la producción de proteínas justo antes de que las células decidan comenzar una nueva división" es un mecanismo que permite a la célula "evaluar" si las condiciones ambientales son favorables para la producción de proteínas, un proceso que es importante para la división celular.el ciclo es muy intrigante. Tendremos que investigar esto, para descubrir los procesos subyacentes a este aumento y, por supuesto, qué mecanismos moleculares están involucrados '.
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Materiales proporcionados por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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