La simulación por ordenador del huso vegetal abre nuevas posibilidades en la investigación de la división celular
"Nosotros mismos nos sorprendimos de lo bien que nuestra simulación reproducía nuestros datos experimentales"
Un equipo de investigación interdisciplinar dirigido por el Departamento de Biología de la Universidad de Hamburgo y el Laboratorio Sainsbury de Cambridge (Inglaterra) ha creado la primera simulación informática tridimensional de un huso. Esta simulación puede utilizarse ahora para comprender mejor los principios fundamentales de la división celular y ha sido publicada en la revista "Developmental Cell".
Durante la división celular, los cromosomas previamente duplicados, portadores de la información genética, deben distribuirse a las células hijas de forma que cada una de ellas reciba exactamente un juego completo de cromosomas. Los cromosomas se distribuyen mediante el huso, que suele formarse en el centro de la célula en división. Cada huso tiene dos polos, uno en cada futura célula hija, a los que se desplaza uno de los cromosomas duplicados. Las alteraciones de este proceso pueden provocar graves trastornos del desarrollo, como el síndrome de Down, o cáncer.
En la formación del huso intervienen decenas de proteínas cuya función a menudo no se conoce o se conoce sólo parcialmente. Por tanto, una simulación por ordenador podría servir para comprobar si los datos ya recogidos son suficientes para crear una estructura compleja como el huso. Además, se pueden predecir otras características que aún no se conocen y utilizarlas como hipótesis para el trabajo experimental.
Muchos estudios sobre la división celular han utilizado la rana Xenopus laevis o la levadura de panadería Saccharomyces cerevisiae como sistemas modelo. Sin embargo, el huso de la rana es muy grande (40um) y contiene aproximadamente 300.000 microtúbulos. Este tamaño dificulta enormemente su simulación por ordenador. En cambio, el huso de la levadura es relativamente pequeño (1,4 um) y sólo está formado por unos 40 microtúbulos. El huso de Arabidopsis thaliana, un modelo muy utilizado en la investigación molecular de plantas, se sitúa entre estos extremos con una longitud de aproximadamente 8 um y 2.000 microtúbulos.
Sin embargo, un equipo internacional de investigación dirigido por el Prof. Dr. Arp Schnittger, biólogo del desarrollo del Departamento de Biología de la Universidad de Hamburgo, y el Dr. François Nedelec, de la Universidad de Cambridge, en colaboración con otros investigadores de Alemania, Inglaterra, Francia y Bélgica, ha creado la primera simulación tridimensional por ordenador del huso de Arabidopsis y, por tanto, de un huso en absoluto. También han podido identificar experimentalmente un importante regulador de la formación del huso.
"Nosotros mismos nos sorprendimos de lo bien que nuestra simulación reproducía nuestros datos experimentales", afirma el Prof. Dr. Arp Schnittger. En el futuro, Schnittger y su equipo quieren investigar cómo se unen los microtúbulos a los cromosomas. "Esta simulación será una herramienta importante para nosotros y esperamos que también para muchos colegas en el campo de las plantas y más allá para comprender mejor la regulación de la distribución de los cromosomas", concluye Schnittger.
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Publicación original
Mariana Romeiro Motta, François Nédélec, Helen Saville, Elke Woelken, Claire Jacquerie, Martine Pastuglia, Sara Christina Stolze, Eveline Van De Slijke, Lev Böttger, Katia Belcram, Hirofumi Nakagami, Geert De Jaeger, David Bouchez, Arp Schnittger; "The cell cycle controls spindle architecture in Arabidopsis by activating the augmin pathway"; Developmental Cell
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