La estructura de los poros que se encuentran en los núcleos celulares ha sido descubierta por un equipo de científicos dirigido por UCL, revelando cómo bloquean selectivamente la entrada de ciertas moléculas, protegiendo el material genético y las funciones celulares normales. El descubrimiento podría conducir al desarrollo de nuevos fármacos contra virus que se dirigen al núcleo celular y nuevas formas de administrar terapias génicas. dicen los científicos detrás del estudio.

En el corazón de cada célula de nuestro cuerpo hay un núcleo celular, una estructura densa que contiene nuestro ADN. Para que una célula funcione normalmente, necesita rodear su núcleo con una membrana protectora, pero esta debe abrirse lo suficiente para permitir que las moléculas vitales entren y salgan, por lo que la membrana está perforada por cientos de pequeñas puertas de enlace conocidas como poros nucleares.

La investigación, publicado hoy en Nanotecnología de la naturaleza , informa sobre los poros nucleares en los huevos de rana y revela cómo estos poros pueden actuar como un tamiz sobrecargado, filtrar moléculas por tamaño pero también en función de las propiedades químicas. El coautor principal, el Dr. Bart Hoogenboom, del London Centre for Nanotechnology (UCL Mathematics &Physical Sciences), dijo:"Se sabe que los poros actúan como un colador que podría retener el azúcar mientras deja que los granos de arroz caigan al mismo tiempo, pero no estaba claro cómo pudieron hacer esto ".

Dr. Ariberto Fassati, coautor principal del Wohl Virion Center (UCL Infection &Immunity), agregó:"Descubrimos que las proteínas en el centro de los poros se enredan lo suficientemente juntas como para formar una barrera, pero no demasiado apretado, como un grupo de espaguetis. Notablemente, las hebras de 'espaguetis' se agrupan de una manera precisa que permite que pequeñas moléculas y sales fluyan sin ningún problema. Moléculas más grandes, como ARN mensajero, sólo puede pasar cuando está acompañado de moléculas acompañantes. Estos acompañantes llamados receptores de transporte nuclear, tienen la propiedad de lubricar las hebras y relajar la barrera, dejando pasar las moléculas más grandes. Esto puede suceder hasta varios miles de veces por segundo ".

Antes de ahora, Los científicos entendieron la forma general de los poros y que las estructuras de proteínas en el medio de ellos controlaban el flujo de moléculas. pero no se sabía cómo lo hicieron. Algunas teorías sugirieron que los poros actuaban como un cepillo y otras como un colador. Los investigadores detrás de este estudio dicen que fue difícil determinar cuál era la correcta debido a la naturaleza pequeña y frágil de los poros y las dificultades para localizar las proteínas en los poros.

El equipo utilizó una técnica conocida como microscopía de fuerza atómica (AFM) para estudiar los poros. Al igual que las personas pueden usar sus dedos para leer braille, sintiendo las palabras en lugar de verlas, Los microscopios de fuerza atómica mueven una aguja minúscula a través de la superficie de una muestra, midiendo su forma y dureza. Este método se eligió sobre otras técnicas porque los poros son demasiado pequeños para la microscopía óptica y demasiado flexibles y móviles para la cristalografía de rayos X.

"AFM puede revelar estructuras mucho más pequeñas que los microscopios ópticos, "El Dr. Hoogenboom explicó, "pero es sentir más que ver. El truco consiste en presionar lo suficiente para sentir la forma y la dureza de la muestra, pero no tan fuerte como para romperlo. Es un proceso lento y laborioso, pero nos permite crear mapas de objetos pequeños mucho mejores de lo que es posible con otros métodos; incluso los átomos individuales pueden observarse de esta manera. Lo usamos para sondear con éxito la membrana que se había desprendido del núcleo de los huevos de rana, para revelar la estructura de los poros ".

Además de explicar las notables propiedades de los poros nucleares, y el papel que desempeñan en las formas de vida superiores, la investigación también puede ser prometedora para el desarrollo de nuevos medicamentos antivirales y mejores mecanismos de administración para la terapia génica.

El Dr. Fassati dijo:"Ciertos virus pueden ingresar al núcleo celular engañando a las proteínas en el centro de los poros nucleares para que los dejen entrar. Ahora que se comprenden mejor los poros nucleares, Puede haber oportunidades para desarrollar medicamentos que eviten la entrada de virus de esta manera. También puede ser posible mejorar el diseño de los mecanismos actuales para administrar la terapia génica para cruzar mejor los poros nucleares y administrar sus genes terapéuticos al núcleo ".