Ilustración de la F-actina nuclear trabajando para remodelar el núcleo y organizar el genoma. Crédito:Claudia Stocker VividBiology
Cuando las células se dividen, necesitan reconstruir su núcleo y organizar su genoma. Una nueva investigación colaborativa de la Universidad de Bristol demuestra cómo las células logran esto mediante el despliegue inesperado de actina filamentosa (F-actina) en el núcleo.
La investigación, publicado en línea en Biología celular de la naturaleza , proporciona la primera evidencia de que la polimerización de actina en el núcleo ayuda a remodelar el núcleo y reorganizar el genoma después de la división celular (mitosis).
En mamíferos, incluidos los humanos, el núcleo celular empaqueta y protege el genoma. Cuando las células humanas se dividen, el núcleo se desarma para permitir la segregación de los cromosomas. Una vez que se completa la segregación cromosómica, las nuevas células necesitan reconstruir su núcleo y organizar su genoma. Este proceso, aunque esencial para la vida, fue mal entendido.
Este trabajo es en colaboración con el Laboratorio del Prof.Robert Grosse (Universidad de Marburg, Alemania), quienes revelaron la formación de F-actina transitoria y altamente dinámica en el núcleo de las células hijas cuando comienzan a reconstruir su núcleo después de la mitosis. La polimerización de actina (F-actina) se produce fácilmente en el citoplasma de las células; donde cumple una función muy importante en el control de la forma celular y permite que las células se arrastren. Descubriendo esta F-actina dinámica y transitoria en el núcleo poco después de la división celular, dio una pista de que puede ser necesario para reconstruir el núcleo y reorganizar el genoma.
Métodos de imagen celular desarrollados y aplicados en esta investigación. Microscopía de imágenes de fluorescencia de por vida (FLIM), Microscopía electrónica (EM), Microscopía de fuerza atómica (AFM). Crédito:Universidad de Bristol
Alice Sherrard, coautora principal de este estudio y estudiante de doctorado con el Dr. Abderrahmane Kaidi, desarrolló e implementó métodos complementarios e interdisciplinarios para visualizar la estructura nuclear y la organización del genoma después de la división celular. Al hacerlo, Alice reveló que la interrupción de la formación de F-actina da como resultado que las células no puedan expandir su volumen nuclear, así como su incapacidad para descomprimir su genoma. Debido a estos defectos, las células se vuelven ineficaces para recuperar información genética codificada en su ADN; por lo tanto, se dividen más lentamente.
Investigador principal Dr. Abderrahmane Kaidi, especialista en biología del cáncer en la Facultad de Medicina Celular y Molecular de la Universidad de Bristol, dice que este descubrimiento avanza nuestro conocimiento fundamental de la regulación del genoma en el espacio y el tiempo, y podría tener importantes implicaciones para comprender el cáncer y la degeneración.
"Esta investigación destaca la importancia del control espacio-temporal de la organización del genoma para el funcionamiento normal de las células, y seguimos definiendo los principios que regulan estos procesos y su impacto en el cáncer y la degeneración, "dijo el Dr. Kaidi.
