Los orgánulos sin membrana son pequeñas gotas dentro de una sola célula, pensado para regular todo desde la división, al movimiento, hasta su mismísima destrucción. Una mejor comprensión de estas misteriosas estructuras podría ser la clave para desbloquear una gran cantidad de afecciones médicas, incluidos los trastornos del desarrollo, cánceres infantiles y enfermedades relacionadas con la edad.

Nueva investigación de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Washington en St. Louis, publicado en la revista eLife , descubre los principios subyacentes a la formación y organización de orgánulos sin membrana.

"Si nuestra teoría y nuestro modelo son correctos, deberíamos poder diseñar estos orgánulos de la manera que queramos, "dijo Rohit Pappu, el Profesor Edwin H. Murty de Ingeniería en el Departamento de Ingeniería Biomédica.

Las moléculas de proteína que impulsan la formación de orgánulos sin membrana son como collares de perlas. Consisten en múltiples dominios pegajosos (las perlas) conectados por enlazadores flexibles (el collar). Estas denominadas proteínas multivalentes se unen para formar redes que se mantienen unidas mediante enlaces cruzados físicos entre los dominios pegajosos. El número de dominios dentro de una molécula contribuye al número de enlaces cruzados que se pueden realizar.

Sin embargo, el fenómeno de la reticulación explica solo la mitad de la historia de cómo se forman los orgánulos sin membrana. Estos orgánulos también se conocen como "condensados, "porque las proteínas multivalentes se condensan para formar gotitas, y esto no se puede explicar únicamente mediante la reticulación.

El equipo de Pappu se preguntó si la capacidad de formar gotas esféricas está determinada por los enlazadores flexibles que unen dominios entre sí. Trabajando con Michael Rosen del Centro Médico de la Universidad de Texas Southwestern, Pappu y sus colegas, becarios postdoctorales Tyler Harmon y Alex Holehouse, utilizaron simulaciones por computadora y teoría de la física de polímeros para demostrar que las propiedades físicas específicas de secuencia de los enlazadores determinan directamente si las proteínas multivalentes forman geles dentro de condensados ​​esféricos o geles sin formar gotas.

"Pudimos identificar las características de la secuencia que promueven la formación de geles esféricos, que es lo que realmente son estos orgánulos sin membrana, ", Dijo Pappu." Por lo tanto, deberíamos poder diseñar gotas con propiedades de material a medida, y comenzar a comprender cómo y por qué tipos específicos de proteínas impulsan la formación de gotas y cómo estas gotas contribuyen a las funciones celulares.

"Ser capaz de imitar y diseñar estructuras naturales es el sueño de la ingeniería biofísica, y estamos entusiasmados con lo que nos espera ".