Desarrollado el primer mapa dinámico de la división de la célula humana

La mitosis, la división de una célula en otras dos idénticas, es parte del proceso natural del ciclo de vida celular. En el organismo humano, este proceso tiene dos objetivos, reparar tejidos dañados y ayudar al organismo a crecer. Para lograrlo, cientos de proteínas distintas colaboran en una única célula para dirigir cada proceso. Las proteínas ayudan a la célula a mantener su forma, controlar el movimiento de partículas y reparar los daños celulares cuando se producen. Su función en la división celular es también especialmente importante debido a que controlan todas las partes del proceso de principio a fin.

Hasta ahora, la mayoría de los laboratorios de investigación se han dedicado a estudiar proteínas concretas en células vivas, pero científicos de los proyectos financiados con fondos europeos iNEXT y CohesinMolMech han optado por un método más completo. En lugar de estudiar proteínas concretas se dedicaron al estudio de las redes de proteínas activas en células humanas vivas, y de este modo han creado el primer modelo dinámico proteínico de la división celular humana.

Un atlas de proteínas en tiempo real

Denominado Mitotic Cell Atlas, el modelo emplea datos en 4D para mostrar los cambios que se producen en las células humanas durante las cinco fases de la mitosis, interfase, profase, metafase, anafase y telofase. Si se introduce cualquier combinación de hasta siete proteínas es posible contemplar los procesos de división celular relevantes en tiempo real.

Tal y como explican los investigadores del proyecto en un artículo publicado en la revista «Nature», el modelo también puede emplearse para estudiar la función de las proteínas en otras funciones celulares como la muerte celular o la metástasis de las células cancerosas. Para crear el atlas dinámico de proteínas de la división celular humana se optó por un método genérico. Este puede emplearse para registrar y extraer las redes proteínicas dinámicas que provocan la división celular en distintos tipos de células. «Al estudiar las redes dinámicas formadas por estas proteínas podemos identificar vulnerabilidades críticas, puntos en los que una única proteína es responsable de enlazar dos tareas sin otra que la respalde», indicó el coautor del artículo y científico sénior del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) Jan Ellenberg en una nota de prensa publicada en el sitio web del socio del proyecto.

Veintiocho proteínas registradas, cientos por abordar

El nuevo modelo cuatridimensional se empleó para integrar datos sobre proteínas mitóticas activadas por fluorescencia obtenidas de células HeLa, una línea inmortal de células cancerosas humanas utilizadas abundantemente en investigaciones científicas. Las veintiocho proteínas que desempeñan una misión importante en la mitosis se registraron mediante microscopía confocal tridimensional para ubicarlas en la célula en distintos momentos. Pero aún serán necesarios muchos años de trabajo antes de que el equipo pueda crear un corpus para las cerca de seiscientas proteínas que rigen la mitosis en células humanas. «A largo plazo, generar una idea más redonda de todas las proteínas celulares nos permitirá conocer cómo se relacionan entre sí distintos procesos importantes para la vida como la división o la muerte celular. Esto solo se puede abarcar desde la escala de redes», concluye Stephanie Alexander, coautora y gestora de investigación del Grupo Ellenberg del EMBL, en la misma nota de prensa.

iNEXT (Infrastructure for NMR, EM and X-rays for translational research) trabaja para convertir investigaciones fundamentales sobre biología estructural en aplicaciones biocientíficas. La investigación de CohesinMolMech (Molecular mechanisms of cohesin-mediated sister chromatid cohesion and chromatin organization) se propone ampliar el conocimiento que poseemos sobre la división celular, la estructura de la cromatina y la regulación génica.

Para más información, consulte:
Sitio web del proyecto iNEXT