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Una de las estructuras clave involucradas en la división de las células eucariotas, las que tienen núcleo, es el anillo de actomiosina, un círculo complejo de proteínas que se ajusta como un cordón para dividir las células en dos.
El anillo de actomiosina se comporta de manera similar a los músculos —las proteínas motoras de miosina tiran de los filamentos de actina—, pero el diseño es mucho más complicado. Esta máquina celular está formada por más de ciento veinte tipos diferentes de proteínas presentes en cantidades variables. Además, algunos de los componentes se reciclan constantemente cada cuarenta segundos aproximadamente, por lo que a los científicos les resulta muy difícil estudiarlos con un microscopio.
«Es como una sesión de fotos familiar: justo antes de tomar la fotografía, algunos miembros cambian de posición, y esto se repite una y otra vez», explica Mohan Balasubramanian, catedrático de Ciencias Biomédicas en la Universidad de Warwick.
Empezar de cero
«Si se quiere entender algo, es necesario construirlo», agrega Balasubramanian. El proyecto ACTOMYOSIN RING, financiado con fondos europeos y respaldado por el Consejo Europeo de Investigación, tenía como objetivo reconstruir el anillo a partir de sus componentes individuales. Gracias al uso de células de levadura como modelo, el equipo empleó una serie de técnicas bioquímicas y de imagenología de última generación para purificar todas las proteínas del anillo y reconstruir la estructura del anillo.
Al hacerlo, los investigadores realizaron observaciones clave sobre los principios físicos subyacentes a la estructura del anillo. Balasubramanian explica: «La biofísica de los filamentos de actina desempeña un papel muy importante en el ensamblaje del anillo. Cuando el anillo está ensamblado, trata de tomar el camino con menor curvatura, salvo que esté limitado por otras proteínas». En el estudio se identificaron varias proteínas clave cruciales para estabilizar los filamentos de actina en su formación curva.
Uno de los principales logros del proyecto fue desarrollar un método para purificar la actina. En lugar de recolectarla de los músculos esqueléticos de los animales, ahora es posible utilizar genes de actina de cualquier organismo y crear las proteínas necesarias en el laboratorio usando levadura modificada.
Nuevas vías en la investigación sanitaria
El trabajo tiene un gran potencial para la investigación médica, afirma Balasubramanian. Y explica: «Las mutaciones en la actina causan muchas enfermedades: hay cuatrocientas o quinientas mutaciones diferentes en la actina que causan enfermedades humanas». Se sabe que unas setenta mutaciones en el gen de la actina del corazón provocan miocardiopatía, una enfermedad del músculo cardíaco.
Ahora, el sistema se puede usar para purificar proteínas anulares de actomiosina defectuosas y buscar nuevos compuestos que puedan revertir el problema. «Para nosotros fue un orgullo que nuestro trabajo nos haya llevado a la comercialización y el descubrimiento de fármacos, algo que no habíamos planeado cuando comenzamos el trabajo», comenta Balasubramanian. El equipo pronto solicitará más fondos de la Unión Europea al Consejo Europeo de Investigación para profundizar su investigación en esta área.