07 enero, 2012

Planarias reformularían la función de los centrosomas

Sus células prescinden de ellos, pero su capacidad regenerativa y desarrollo embrionario no se ven afectados.

centrosoma

Los centrosomas son unos organelos esenciales en todas las células animales. Están formados por dos centriolos orientados perpendicularmente, cada uno compuesto de nueve tripletes de microtúbulos ordenados en forma cilíndrica y rodeados por una masa amorfa de proteínas llamada materia pericentriolar. Su principal función es organizar los microtúbulos tanto para dar forma, polaridad y movilidad a la célula como para generar el huso mitótico por donde migrarán los cromosomas durante la división celular. Los centriolos, además, son el punto de anclaje de los cilios (protuberancias celulares que sirven para dar movimiento).

Decimos que estos organelos son esenciales porque son casos muy peculiares en los cuales no están presentes en las células animales, por ejemplo: durante las primeras fases del desarrollo embrionario de ratones y en los estados avanzados de desarrollo en la mosca de la fruta. No obstante, un estudio publicado esta semana en Science demuestra que las células de las planarias carecen de centrosomas, sugiriendo que su mantenimiento a través del proceso evolutivo tenga poco o nada que ver con la división celular.

Las planarias son los maestros de la regeneración. Pueden perder cualquier parte de su cuerpo —incluso su cabeza— y volver a regenerarla rápidamente. Tal es su habilidad que el año pasado, un grupo de investigadores del Howard Hughes Medical Institute (HHMI), lograron regenerar una planaria completa a partir de una única célula. Todo el proceso se basa en divisiones celulares continuas y posterior diferenciación de tejidos gracias a que sus células mantienen la pluripotencia y totipotencia (neoblastos) durante toda su vida.

planariaEstos gusanos planos carecen de centrosomas pero no de centriolos, los cuales están presentes en las células multiciliadas de su cuerpo. Como los centriolos son el núcleo de los centrosomas y estos, a su vez, son importantes para la división celular, un grupo de investigadores liderados por la Dra. Juliette Azimzadeh de la UC California decidieron revelar el papel que juega los centriolos en la regeneración de las planarias.

Para sus experimentos, Azimzadeh y sus colegas usaron la planaria Schmidtea mediterranea, a quien le bloquearon la expresión de las proteínas que conforman el centriolo usando ARNs de interferencia. Los investigadores observaron que este bloqueo afectaba la locomoción del animal porque los cilios no llegaban a desarrollarse. Sin embargo, su capacidad regenerativa no se vio afectada en lo más mínimo.

Por otro lado, al estudiar los embriones de S. mediterranea usando moléculas fluorescentes que se unen a las proteínas centriolares, los investigadores no observaron fluorescencia alguna. Estos dos resultados apuntaban a lo mismo: los centriolos, y por tanto, los centrosomas, no son necesarios para la división celular, la regeneración de tejidos o el desarrollo embrionario; sólo se ensamblan durante la diferenciación de las células ciliadas.

El estudio además reveló que, durante su evolución, las planarias perdieron genes necesarios para el ensamblaje y duplicación de los centrosomas, entre ellos los que codifican para las proteínas SPD-2/Cep192, CNN/CDK5RAP2 y Nek2; mientras que los genes esenciales para la formación de los centriolos se conservaron para ser expresados durante la diferenciación de las células multiciliadas.

Al estudiar otros gusanos planos más primitivos como el Macrostomum lignano, se observó que ellos presentaban genes homólogos a SPD-2/Cep192 y Nek2 y que los centriolos se ubicaban hacia los polos de sus células, lo que indicaría que los centrosomas aún estaban presentes en las primeras etapas evolutivas de las planarias.

Entonces, la conservación de los centrosomas en el resto de animales a lo largo de su evolución no sería porque cumplen un rol fundamental en la división celular, sino que, en realidad, su principal función sería coordinar procesos de desarrollo específicos aún desconocidos.


Referencia:

ResearchBlogging.orgAzimzadeh, J., Wong, M., Downhour, D., Alvarado, A., & Marshall, W. (2012). Centrosome Loss in the Evolution of Planarians Science DOI: 10.1126/science.1214457

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