Un equipo de investigadores españoles logró un avance importante en la comprensión de cómo las células generan los microtúbulos que forman su esqueleto interno, a partir de un proceso activado por la proteína CDK5RAP2.
La investigación, publicada en Developmental Cell, explica cómo una proteína llamada CDK5RAP2 activa el complejo anular de ?-tubulina (?TuRC), un componente clave en este proceso de construcción del esqueleto, ayudando a las células a organizar su interior y a dividirse correctamente.
El estudio lo llevaron a cabo dos equipos de investigación en España, uno en el Instituto de Investigación en Biomedicina (IRB Barcelona), liderado por el doctor Jens Lüders, y otro en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), dirigido por el doctor Óscar Llorca.
Los microtúbulos son como estructuras de andamio, y al igual que al construir un edificio, la célula necesita ensamblarlos en los lugares correctos, en la orientación correcta y en los momentos adecuados.
Esta tarea la realiza el ?TuRC, que actúa como una plantilla para ensamblar las primeras piezas del microtúbulo.
Sin embargo, en su estado basal, ?TuRC no tiene la forma idónea para funcionar como una plantilla, y durante años los científicos se han preguntado cómo ?TuRC adopta la forma correcta para iniciar el proceso de construcción.
Los investigadores demostraron ahora que CDK5RAP2 desempeña un papel central en este proceso al unirse a ?TuRC y estimular su actividad.
La proteína se une a cinco sitios clave de ?TuRC, ayudándole a adoptar una estructura más simétrica, similar a un microtúbulo, lo que permite una nucleación eficiente de microtúbulos.
Sin esta activación, el ?TuRC permanecería en su forma asimétrica, que no es adecuada para templar la formación de microtúbulos.
Para descubrir este mecanismo, el equipo utilizó criomicroscopía electrónica (crio-EM), una técnica de vanguardia que permite a los científicos capturar imágenes de alta resolución de complejos macromoleculares purificados, como ?TuRC.
A través de crio-EM, pudieron observar cómo CDK5RAP2 se une a ?TuRC, desencadenando cambios estructurales en el complejo.
Estas imágenes detalladas proporcionaron una visión sin precedentes de cómo el complejo adopta una simetría similar a la de un microtúbulo.
Con la crio-EM, pudieron ver cómo múltiples copias de CDK5RAP2 se unen alrededor de ?TuRC en forma de cono, permitiéndole adoptar una forma que puede iniciar eficientemente el crecimiento del microtúbulo.
El estudio también descubrió que durante la activación, ?TuRC libera con frecuencia una proteína llamada actina, que suele estar presente dentro de la estructura no activada de ?TuRC.
Esta liberación de actina podría ser importante para que el complejo adopte su forma más funcional, similar a la de un microtúbulo.
EFE