Descubren un mecanismo que permite a las células no perder información genética durante su división

Los cromosomas están unidos al huso mitótico

Un grupo de investigadores de Arquitectura y Dinámica Nuclear dirigido por Rafael R. Daga, profesor del Área de Genética de la Universidad Pablo de Olavide (UPO) e investigador del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CSIC-UPO-Junta de Andalucía), describe un mecanismo que permite a las células retrasar la división celular para asegurar un “reparto equitativo de la información genética” entre las células hijas.

La investigación, realizada en la levadura Schizosaccharomyces pombe como organismo modelo, ha sido publicada en la revista BMC Biology. En este sentido, una propiedad que comparten todos los organismos, “independientemente de su complejidad”, es su “exquisito recelo” por mantener intacta su información genética y transmitirla con fidelidad a su descendencia, explica la UPO en un comunicado.

Para ello, en cada división, las células, además de copiar con gran precisión su información genética (cromosomas/ADN), se aseguran de repartirla equitativamente entre las células hijas de forma que ambas reciban exactamente la misma información, ni más ni menos.

Protegiendo la Integridad Genética

Para asegurar esto, las células cuentan con mecanismos que detectan y corrigen daños en la molécula de ADN, así como mecanismos de vigilancia que aseguran tanto la duplicación completa del ADN como el reparto de éste entre las células hijas. Estos mecanismos de vigilancia transmiten cualquier problema al reloj del ciclo de división celular, de forma que éste pueda detenerse temporalmente hasta resolver el problema.

Defectos en los sistemas de vigilancia están asociados a un envejecimiento prematuro y al incremento en la precocidad y frecuencia de aparición de tumores en modelos animales, por lo que el estudio a nivel molecular de estos mecanismos ha recibido, en los últimos años, gran atención por parte de la comunidad científica. Fruto de esta investigación, hoy en día están disponibles fármacos efectivos en el tratamiento del cáncer que han aumentado de forma significativa las expectativas de superar esta dolencia.

En este contexto, los autores describen nuevas moléculas implicadas en el mecanismo de vigilancia del genoma, así como el mecanismo que pausa el ciclo celular para no perder cromosomas. Como explica el profesor de la UPO Rafael R. Daga, “por usar una analogía, un tren no espera ni un minuto si uno o más pasajeros llegan tarde al andén, siempre sale a su hora. Sin embargo, si una célula humana no captura todos sus cromosomas a tiempo, aunque falte solo uno de los 46 que tenemos (23 de cada progenitor), éstas paran el reloj del ciclo celular, desde unos minutos hasta incluso varias horas.

De este modo, las células se aseguran de que todos los cromosomas están “subidos al vagón antes de que parta el tren” o, mejor dicho, unidos al huso mitótico antes de la división (la estructura encargada de repartir los cromosomas entre las células hijas durante la división)”.

El reparto de información genética

En las levaduras, un reparto desigual de la información genética conlleva, por lo general, una pérdida de aptitud o eficiencia biológica, aunque también puede permitir una mejor adaptación a ciertas condiciones de estrés. Sin embargo, en células humanas, un reparto no equitativo del genoma puede contribuir a la evolución de un tumor.

“Sabemos que las células tumorales más agresivas han perdido tanto cromosomas que poseen genes con función de centinela (los que avisan de un problema al reloj del ciclo celular) como cromosomas que portan genes cuya función es promover la muerte de la célula cuando algo falla. Y, aún peor, también han ganado cromosomas enriquecidos en genes cuya función es favorecer la proliferación, el crecimiento, la supervivencia celular o la invasión de otros tejidos.

De esta forma, las células tumorales, en lugar de morir cuando deberían, siguen creciendo y dividiéndose, perjudicando al resto del organismo”, argumenta Daga. Así, puesto que tanto los factores implicados en el mecanismo de vigilancia que detiene temporalmente el reloj del ciclo celular como el mecanismo molecular del propio reloj están conservados desde organismos relativamente simples como las levaduras hasta las células humanas, este estudio puede ser relevante para descubrir dianas farmacológicas en la lucha contra el cáncer.

El trabajo ha sido desarrollado en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo y en él han participado, Ana Belén Iglesias Romero (egresada del Grado de Biotecnología de la UPO y actualmente Senior Scientist Postdoc en Basilea, Suiza), Gabriel Ruiz Romero (egresado del Grado de Biotecnología de la UPO), los colaboradores Teresa Soto y José Cansado (Universidad de Murcia), la doctora Kathy Gould (Vandervilt University, EEUU) y los profesores del Área de Genética de la UPO, Ignacio Flor Parra, Silvia Salas-Pino y Rafael Rodríguez Daga.