Los investigadores del EMBL Heidelberg han demostrado que la transición de líquido a sólido es importante para el funcionamiento de los orgánulos sin membrana.

El término "transición de fase" inicialmente podría evocar imágenes de hielo derritiéndose o vapor de agua condensándose en un vaso frío. En biología, la transición de fase desempeña un papel en procesos como la formación de bicapa lipídica o la separación espontánea de gotitas de proteína. En un artículo reciente publicado en Cell , los grupos Ephrussi y Mahamid del EMBL Heidelberg ahora han demostrado cómo las transiciones de fase en las gotas de proteína-ARN pueden influir en su función biológica.

Para regular las muchas funciones celulares dentro de un organismo, los procesos bioquímicos dentro de las células individuales deben regularse con precisión en el tiempo y el espacio. Mientras que los orgánulos como el núcleo o el retículo endoplásmico están encerrados por membranas y, por lo tanto, separan físicamente ciertas reacciones y procesos de otros, el espacio celular también contiene una clase diferente de orgánulos sin membranas, llamados condensados. Al igual que sus contrapartes unidas a la membrana, los condensados ​​controlan funciones específicas dentro de una célula.

En su último estudio, los científicos del EMBL se centraron en un ARNm específico, oskar, y su papel en el desarrollo embrionario en el organismo modelo Drosophila melanogaster (mosca de la fruta). En el huevo de mosca de la fruta en desarrollo, el ARNm de oskar debe localizarse en una posición específica dentro de la célula para sentar las bases para el desarrollo del futuro embrión. El ARNm de oskar se encuentra en gránulos de ribonucleoproteína (RNP) que contienen proteínas unidas al ARN. Estos son un ejemplo de condensados ​​sin membrana. Lo que los investigadores del EMBL ahora pudieron demostrar es que estos gránulos tienen propiedades sólidas en el huevo de mosca de la fruta en desarrollo.

"Los condensados ​​​​generalmente se consideran líquidos. Pero descubrimos que un estado sólido de los gránulos de oskar RNP es crucial para la localización y la función del ARNm de oskar", explicó Mainak Bose, postdoctorado en los grupos Ephrussi y Mahamid, y primer autor del estudio. "Cuando modificamos genéticamente los gránulos en los ovocitos de Drosophila para que fueran líquidos, resultó en una multitud de defectos en los embriones en desarrollo".

These findings demonstrate the importance of the physical properties of condensates for their physiological functions, something that was until now believed to be governed by their biochemical properties alone. "Our work highlights how interactions and properties at the molecular level govern the biophysical properties and functions of condensates on the cellular and even organismal scale," concluded Bose. + Explora más

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