¿Qué mantiene las células en forma? Nueva investigación apunta a dos tipos de movimiento

"El mal funcionamiento nucleolar puede provocar enfermedades, incluido el cáncer", explica Alexandra Zidovska, profesora asistente en el Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y autora principal del estudio, que aparece en la revista eLife. "Por lo tanto, comprender los procesos responsables del mantenimiento de la forma y el movimiento nucleolar podría ayudar en la creación de nuevos diagnósticos y terapias para ciertas afecciones humanas".

Descubrimientos recientes han demostrado que algunos compartimentos celulares no tienen membranas, que anteriormente se consideraban necesarias para mantener unida la célula. Desde entonces, los investigadores han tratado de comprender las fuerzas que mantienen la integridad de estos componentes básicos de la vida sin estas membranas.

Lo que se ha observado es la naturaleza de este comportamiento. Específicamente, estos compartimentos actúan como gotitas líquidas hechas de un material que no se mezcla con el fluido a su alrededor, similar al aceite y al agua. Este proceso, conocido como separación de fase líquido-líquido, ahora se ha establecido como uno de los principios clave de organización celular.

En su estudio, los investigadores se centraron en el ejemplo más conocido de dicha gota de líquido celular: el nucleolo, que reside dentro del núcleo celular y es vital para la síntesis de proteínas de la célula.

"Si bien la naturaleza líquida del nucleolo se ha estudiado antes, se desconoce su relación con el líquido circundante", explica Zidovska, coautora del estudio con Christina Caragine, estudiante de doctorado de la Universidad de Nueva York, y Shannon Haley, estudiante de licenciatura. en la Facultad de Artes y Ciencias de la NYU en el momento del trabajo y ahora estudiante de doctorado en la Universidad de California en Berkeley. "Esta relación es particularmente intrigante teniendo en cuenta que el líquido circundante, el nucleoplasma, contiene todo el genoma humano".

Sin embargo, no está claro cómo interactúan los dos fluidos entre sí.

Para comprender mejor esta dinámica, los científicos examinaron el movimiento y la fusión de los nucleolos humanos en células humanas vivas, al tiempo que controlaron su forma, tamaño y suavidad de su superficie. El método creado para estudiar la fusión de las gotitas nucleolares fue creado por el equipo en 2018 y se informó en la revista. Cartas de revisión física.

Su último estudio mostró dos tipos de movimientos o "danzas" de pares nucleolares: un movimiento correlacionado inesperado antes de su fusión y un movimiento independiente separado. Además, descubrieron que la suavidad de la interfaz nucleolar es susceptible tanto a los cambios en la expresión génica como al estado de empaquetamiento del genoma, que rodea a los nucleolos.

"Nucleolus, la gota más grande que se encuentra dentro del núcleo celular, desempeña un papel muy importante en el envejecimiento humano, la respuesta al estrés y la síntesis general de proteínas mientras existe en este estado especial", observa Zidovska. "Debido a que los nucleolos están rodeados por el fluido que contiene nuestro genoma, su movimiento agita los genes a su alrededor. En consecuencia, debido a que el genoma en el fluido y los nucleolos circundantes existe en un equilibrio sensible, un cambio en uno puede influir en el otro. La interrupción de este estado puede potencialmente conducir a la enfermedad ".

Esta investigación fue apoyada por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud (R00-GM104152) y la Fundación Nacional de Ciencias (CARRERA PHY-1554880, CMMI-1762506).

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Nueva York. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.