Todo organismo vivo expresa unas protuberancias celulares finas conocidas como cilios. Los flagelados los necesitan para moverse, gusanos redondos para encontrar comida, y esperma para moverse hacia el óvulo. Los cilios forman finos pelos protectores en los pulmones y juegan un papel crucial en la diferenciación de órganos en los embriones. Un equipo de investigación de la Universidad Técnica de Munich (TUM) ahora ha reconstruido el complejo de proteínas responsable del transporte dentro de los cilios, que juega un papel decisivo en su funcionamiento.

Estas excrecencias de células eucariotas incluso aseguran que el corazón humano termine en el lugar correcto:los cilios controlan el desarrollo de los órganos del feto en crecimiento. "Esta multifuncionalidad es absolutamente fascinante, "dice el Dr. Zeynep Ökten, biofísico en el Departamento de Física de la Universidad Técnica de Munich.

Solo en los últimos años se ha reconocido la importancia de los cilios para la transducción de señales. "Hasta la fecha, sabemos muy poco sobre qué procesos bioquímicos controlan las diversas funciones. Esto hace que la comprensión de los mecanismos básicos sea aún más importante, "dice el científico.

El científico sostiene una placa de vidrio con capilares llenos de líquido hasta la luz. No hay mucho que ver, solo un líquido transparente. Solo bajo un microscopio de fluorescencia el movimiento de los compuestos marcados con tinte se vuelve visible como puntos verdes, todos esforzándose en una dirección. Como en una carretera las proteínas de transporte migran a lo largo de los canales delgados de los cilios. Pero cómo se ponen en marcha estos motores ha sido un misterio hasta ahora. Es por eso que Zeynep Ökten y su equipo decidieron reconstruir el complejo de proteínas.

Los componentes básicos del complejo proteico provienen del organismo modelo del nematodo Caenorhabditis elegans. Utiliza sus cilios para encontrar comida y detectar peligros. Los biólogos ya han identificado decenas de proteínas que afectan la función de los cilios de los nematodos.

"Aquí, el enfoque clásico de arriba hacia abajo llega a sus límites porque hay demasiados bloques de construcción involucrados, "explica Ökten." Para comprender el transporte intra-flagelar, IFT para abreviar, por lo tanto, tomamos el enfoque opuesto, estudiando proteínas individuales y sus interacciones desde abajo hacia arriba ".

La aguja en un pajar de proteínas

El trabajo se parecía a la proverbial búsqueda de la aguja en un pajar. Se cuestionó una variedad de compuestos moleculares. Después de meses de experimentación, los investigadores tropezaron con una combinación mínima de cuatro proteínas. Tan pronto como estas proteínas se fusionan en un complejo, comienzan a migrar a través de los capilares del portamuestras.

"Cuando vimos las imágenes del microscopio de fluorescencia, lo supimos de inmediato:ahora hemos encontrado las piezas del rompecabezas que encienden el motor, "recuerda Ökten." Si solo falta uno de estos componentes, debido a un defecto genético, por ejemplo, la maquinaria fallará, lo cual, por la importancia de los cilios, se refleja en una larga lista de enfermedades graves ".