Durante años, los científicos han intentado comprender cómo los motores moleculares, que “impulsan” los filamentos, son capaces de mover la carga celular a lo largo del citoesqueleto. Sin embargo, la organización y regulación de estas estructuras filamentosas no se ha comprendido bien.
Los científicos del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (NICHD), parte de los Institutos Nacionales de Salud, y sus colaboradores descubrieron que el citoesqueleto no es una estructura estática e inmóvil, como se creía ampliamente. En cambio, el citoesqueleto sufre cambios dinámicos que permiten a la célula adaptarse a su entorno en constante cambio. Los investigadores también descubrieron que un complejo de moléculas llamado corteza de actomiosina (AC) inicia los cambios mecánicos que impulsan la reorganización del citoesqueleto y el movimiento celular.
"Los filamentos citoesqueléticos experimentan cambios dinámicos, impulsados por la CA, que controlan la forma, el movimiento y la división de las células", dijo el investigador principal, el Dr. Franck Pérez. "Este descubrimiento cambia la forma tradicional en que los científicos han visto el citoesqueleto y tiene implicaciones para comprender la migración celular y cómo el citoesqueleto contribuye a las enfermedades humanas".
El equipo de investigación utilizó imágenes de última generación para examinar embriones de pez cebra tridimensionales vivos para descubrir la naturaleza dinámica del citoesqueleto y la función del AC. Los investigadores informan de sus hallazgos en la revista Developmental Cell.
El equipo del NICHD decidió examinar el citoesqueleto de los embriones de pez cebra porque las células experimentan movimientos rápidos y extensos durante el desarrollo. Se centraron en el AC, una red de filamentos de actina agrupados y proteínas motoras de miosina ubicadas debajo de la membrana celular. El aire acondicionado se contrae para impulsar mecánicamente los cambios de forma de las células. Utilizando técnicas de microscopía avanzadas, el equipo tomó imágenes de embriones de pez cebra que expresaban etiquetas fluorescentes codificadas genéticamente que se unen específicamente al AC.
El equipo descubrió que el citoesqueleto y el AC están interconectados y actúan como un "citoesqueleto unificado". El AC controla la tensión celular, lo que impulsa el reordenamiento del citoesqueleto y el movimiento celular. Estos hallazgos proporcionan un nuevo marco para comprender cómo las células logran movimientos dirigidos y experimentan cambios de forma.
"El citoesqueleto no sólo es responsable del movimiento celular, sino que también impulsa los movimientos a nivel de tejido y el desarrollo de órganos durante la embriogénesis", dijo el Dr. Pérez. "La dinámica del citoesqueleto desregulada contribuye a las enfermedades del desarrollo neurológico, así como al cáncer y otros trastornos humanos, lo que subraya las posibles implicaciones clínicas de nuestros hallazgos".
