*Un estudio revela funciones previamente desconocidas de los complejos proteicos conservados en el proceso de división celular.*

24 de febrero de 2023

Berkeley, California —Un equipo de científicos dirigido por investigadores de la Universidad de California, Berkeley, ha descubierto un nuevo mecanismo que utilizan las células para garantizar la distribución uniforme del material genético durante la división celular. El hallazgo, publicado en la revista *Nature*, desafía el modelo de larga data de cómo ocurre este proceso celular crítico y podría tener implicaciones para comprender y tratar enfermedades causadas por errores en la segregación cromosómica, como el síndrome de Down y ciertos cánceres.

Durante la división celular, una célula debe duplicar con precisión y luego distribuir sus cromosomas (estructuras que transportan la información genética de la célula) en dos nuevas células. La célula utiliza una compleja maquinaria de proteínas para garantizar que cada nueva célula termine con el complemento correcto de cromosomas, pero el funcionamiento exacto de esta maquinaria sigue siendo un tema de intenso estudio científico.

La teoría predominante, conocida como modelo de “cinetocoro-tensión”, ha sostenido que complejos proteicos especializados llamados cinetocoros, que se forman en la superficie de los cromosomas, detectan y responden a las fuerzas generadas durante la segregación cromosómica. Como equipos de tira y afloja que equilibran su agarre sobre una cuerda, estos cinetocoros ejercerían fuerzas sobre los cromosomas hasta que las fuerzas estuvieran equilibradas, lo que indicaría que los cromosomas estaban correctamente alineados y listos para dividirse.

En su nuevo estudio, el equipo dirigido por Berkeley descubrió que, si bien los cinetocoros son realmente importantes, un conjunto completamente diferente de complejos proteicos, llamados complejos cromosómicos pasajeros (CPC), también son fundamentales para monitorear y corregir errores en la distribución cromosómica. Los investigadores hicieron este descubrimiento desarrollando un nuevo método para estudiar la división celular en el espacio tridimensional de un organismo vivo.

“Se sabía que los cinetocoros eran importantes, pero nos sorprendió descubrir que las proteínas pasajeras también son esenciales para detectar errores en la segregación cromosómica. Nuestro trabajo cambia el paradigma de cómo pensamos acerca de este proceso celular fundamental”, dijo la autora principal Ashley Pagliuca, investigadora postdoctoral de UC Berkeley.

Utilizando su nuevo método de imágenes, los investigadores rastrearon los movimientos de las CPC mientras interactuaban con los cromosomas durante la mitosis, el proceso mediante el cual una célula se divide en dos células hijas idénticas. Para su sorpresa, descubrieron que los CPC no sólo estaban en constante movimiento, sino también muy dinámicos, cambiando constantemente su forma y composición a medida que se movían a lo largo de los cromosomas. Este comportamiento dinámico permitió a los CPC tomar muestras de las fuerzas generadas por los cinetocoros e identificar cuándo los cromosomas no estaban alineados correctamente.

"Las CPC actuaban literalmente como manos celulares, moviéndose hacia adelante y hacia atrás a lo largo de los brazos de los cromosomas hasta que podían extender la mano y agarrar los microtúbulos, que son pequeños filamentos que ayudan a separar los cromosomas", dijo la coautora principal Rebecca Heald, profesora de la UC. Profesor de biología molecular y celular de Berkeley. "Luego tirarían de estos microtúbulos y moverían los cromosomas, corrigiendo errores en la alineación de los cromosomas".

En experimentos posteriores, los investigadores pudieron demostrar que las CPC eran esenciales para la segregación precisa de los cromosomas durante la división celular. Cuando agotaron las CPC de las células, estas con frecuencia cometieron errores en la distribución de los cromosomas, lo que resultó en aneuploidía, una condición en la que las células tienen una cantidad anormal de cromosomas. Estos resultados sugieren que las CPC desempeñan un papel fundamental en la prevención de la aneuploidía, que puede provocar defectos del desarrollo, abortos espontáneos y ciertos tipos de cáncer.

"Nuestro descubrimiento abre nuevas vías para comprender las causas de la aneuploidía y desarrollar terapias potenciales para enfermedades asociadas con la aneuploidía", dijo Pagliuca.

La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias, el Centro Oncológico de la UCSF y el Fondo en Memoria de Jane Coffin Childs para la Investigación Médica.