NIH la tormenta citoesquelética perfecta

La tormenta citoesquelética perfecta

Publicado en por el 

Francis Collins

 

 

¿Alguna vez pensaste en darle un giro a la biología celular? Si es así, le sugiero que se siente y eche un vistazo a esta “tormenta” citoesquelética en toda regla, que proporciona una vista dinámica espectacular de la coreografía de la vida.

Antes de que una célula se divida, se somete a un proceso llamado mitosis que copia sus cromosomas y produce dos núcleos idénticos. Como parte de este proceso, los microtúbulos , que son proteínas estructurales que ayudan a formar el citoesqueleto de la célula, reorganizan los cromosomas recién copiados en un huso denso con forma de balón de fútbol. La posición de este huso mitótico le dice a la célula dónde dividirse, permitiendo que cada célula hija contenga su propio conjunto idéntico de ADN.

Para obtener una visión más detallada de los microtúbulos en acción, los investigadores diseñaron un sistema experimental que utiliza un extracto de células de la rana con garras africanas ( Xenopus laevis ). Cuando comienza el video, un conjunto de microtúbulos (rojo) en forma de estrella irradian hacia afuera en un aparente esfuerzo por prepararse para la división celular. En esta configuración, los microtúbulos ajustan continuamente sus longitudes con la ayuda de la proteína EB-1 (verde) en sus puntas. A medida que los microtúbulos crecen y chocan contra las paredes de un recinto con textura de gelatina generado por el laboratorio (contorno oscuro), se doblan, y todo el conjunto gira alrededor del centro.

 

Abdullah Bashar Sami, Ph.D. estudiante en el laboratorio apoyado por los NIH de Jesse “Jay” Gatlin, Universidad de Wyoming, Laramie, filmó esta película como parte de su investigación básica para explorar las fuerzas físicas aún poco entendidas generadas por los microtúbulos. La película ganó el primer lugar en el Concurso de imagen y video de proteínas fluorescentes verdes 2019 patrocinado por la Sociedad Estadounidense de Biología Celular.

Jay Gatlin,

El concurso rinde homenaje al 25 aniversario del descubrimiento de la proteína verde fluorescente (GFP), que transformó la biología celular y obtuvo el Premio Nobel de Química 2008 para tres científicos que habían sido apoyados por los NIH.

Como muchas películas, el escenario fue clave para el éxito de este video. El video fue filmado dentro de una cámara microfluídica, diseñada en el laboratorio de Gatlin, para estudiar la física del ensamblaje de microtúbulos justo antes de que las células se dividan. La pequeña cámara contiene una gotita de líquido llena con el extracto celular.NIH la tormenta citoesquelética perfecta

Cuando el líquido se expone a un haz de luz ultrafino, forma una pared con textura de gelatina, que atrapa el contenido molecular en el interior [1]. Luego, utilizando la microscopía de lapso de tiempo, los investigadores observan el comportamiento mecánico de los microtúbulos marcados con GFP [2] para ver cómo funcionan para posicionar el huso mitótico. Para hacer esto, los microtúbulos actúan como cambiaformas: escala para ajustarse a las diferencias en el tamaño y la geometría de la celda.

El laboratorio de Gatlin continúa utilizando su sistema X. laevis para hacer preguntas fundamentales sobre el ensamblaje de microtúbulos. Durante muchas décadas, tanto la GFP como este modelo de anfibios han proporcionado a los biólogos celulares información importante sobre la coreografía de la vida y, como lo demuestra este trabajo, ¡podemos esperar mucho más!

referencias :

[1] Las tasas de crecimiento de microtúbulos son sensibles a los cambios globales y locales en la densidad de los extremos de los microtúbulos. . Geisterfer ZM, Zhu D, Mitchison T, Oakey J, Gatlin JC. 20 de noviembre de 2019.

[2] Fusiones de proteínas fluorescentes a base de tau para visualizar microtúbulos . Mooney P, Sulerud T, Pelletier JF, Dilsaver MR, et al. Citoesqueleto (Hoboken). Junio ​​de 2017; 74 (6): 221-232.

Enlaces :

Mitosis (Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano / NIH)

Laboratorio Gatlin  (Universidad de Wyoming, Laramie)

Concurso de imagen y video de proteínas fluorescentes verdes  (Sociedad Americana de Biología Celular, Bethesda, MD)

Premio Nobel de Química 2008  (Fundación Nobel, Estocolmo, Suecia)

Apoyo de los NIH: Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales

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