La estructura de una proteína clave para la división celular desconcierta a los investigadores
Los investigadores proporcionan una primera instantánea en 3D del complejo proteico CCAN y plantean cuestiones fundamentales para la creación de cromosomas artificiales
La división celular humana implica cientos de proteínas en su núcleo. Conocer la estructura tridimensional de estas proteínas es fundamental para entender cómo se duplica nuestro material genético y se transmite de generación en generación. Los grupos de Andrea Musacchio y Stefan Raunser, del Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Dortmund, han podido revelar ahora la primera estructura detallada de un complejo proteico clave para la división celular humana, conocido como CCAN. Mediante el uso de la criomicroscopía electrónica, los investigadores muestran características importantes de los 16 componentes del complejo y desafían las suposiciones anteriores sobre cómo el complejo es capaz de reconocer el centrómero, una región crucial de los cromosomas en la división celular.
Organización del CCAN humano. Izquierda: Esquema de la organización del cinetocoro con los subcomplejos CCAN uniéndose a la proteína A del centrómero (CENP-A). Derecha: Modelo de la superficie de los 16 componentes del CCAN organizados en diferentes subcomplejos.
MPI für molekulare Physiologie
En el centro de la división celular
El centrómero es una constricción en el cromosoma, formada por ADN y proteínas. Lo más importante es que el centrómero es el muelle del cinetocoro, una maquinaria de unas 100 proteínas que impulsa la separación de dos cromosomas idénticos durante la división celular y su entrega a las células hijas. Investigaciones anteriores han demostrado que el cinetocoro se acopla al centrómero a través del complejo CCAN: el CCAN interactúa con la proteína A del centrómero, la proteína de referencia del centrómero. El CCAN también es responsable de reponer la proteína A del centrómero una vez que se ha producido la división celular. Sin embargo, los detalles de la interacción entre CCAN y la proteína A del centrómero siguen siendo esquivos. "Entender cómo CCAN reconoce y se une al centrómero podría llevarnos a construir un centrómero desde cero", dice Musacchio. El centrómero es un obstáculo importante para los biólogos sintéticos que pretenden diseñar cromosomas artificiales para restaurar funciones perdidas o introducir otras nuevas en las células.
Cuestiones sin resolver en el centrómero
Los científicos identificaron el complejo CCAN hace más de 15 años. "Sin embargo, la construcción de una vía para sintetizar todas las proteínas in vitro ha sido un gran obstáculo", afirma Musacchio. Tras obtener una primera reconstitución del complejo CCAN humano in vitro, Musacchio unió sus fuerzas a las de Stefan Raunser, también en el MPI de Dortmund, que aplicó la criomicroscopía electrónica a todo el complejo proteico CCAN.
En la nueva publicación, los grupos del MPI han podido determinar los detalles estructurales en 3D del complejo CCAN humano, destacando sus características únicas y las implicaciones para una interacción con la proteína A del centrómero. "Al contrario de lo que se esperaba, esta estructura no reconoce directamente la proteína A del centrómero en la configuración estándar", dice Musacchio. La proteína A del centrómero suele estar empaquetada con el ADN y otras proteínas en forma de nucleosoma, la unidad estándar del material genético. Los autores sugieren ahora que la proteína A del centrómero puede estar incrustada en el centrómero con una configuración diferente que puede facilitar la interacción crucial con CCAN. Planean identificar las condiciones que podrían conducir a esta nueva configuración y probar su hipótesis.
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