Un nuevo modelo podría proporcionar pistas sobre enfermedades relacionadas con el empaquetamiento cromosómico

Jul 03, 2023

El modelo cuantitativo más preciso hasta el momento para comprender el papel de la condensina durante la división celular también es visualmente sorprendente.

Un equipo de científicos de UT Austin ha desarrollado el modelo cuantitativo más preciso hasta el momento que simula cómo se empaquetan los cromosomas en nuestras células antes de que las células se dividan, una herramienta que, según dijeron, podría conducir a nuevos conocimientos sobre las causas de las enfermedades y los posibles tratamientos.

Su artículo fue publicado en la revista Cell Reports.

La condensina es una máquina molecular involucrada en empaquetar y desempaquetar cromosomas. Cuando funciona correctamente, juega un papel importante en el desarrollo temprano de cualquier ser vivo. Sin embargo, algunas mutaciones pueden provocar diversas formas de cáncer, más comúnmente linfoma de células T.

"Este es el primer estudio teórico sobre cómo las condensinas pliegan los cromosomas mitóticos que concuerda con todos los datos experimentales disponibles", dijo Atreya Dey, autora principal y Ph.D. estudiante en el laboratorio del químico Dave Thirumalai, refiriéndose a la forma compacta de los cromosomas que están listos para la división celular. "Esperamos que estos hallazgos inspiren a los experimentadores a probar nuestras predicciones".

Investigaciones anteriores determinaron la participación de la condensina en la estructura cromosómica durante la división celular. En 2021, el laboratorio de Thirumalai aprendió cómo funciona una única proteína condensina para plegar una pequeña parte del genoma. Pero no se entendió completamente el panorama completo de la contribución de la condensina a la división celular, lo que apunta al valor del nuevo modelo.

La familiar hélice de ADN en un cromosoma desempaquetado parece una escalera que gira en una dirección. En el nuevo modelo, cuando se compacta un cromosoma, hay muchos lugares donde la hélice invierte su dirección, como los pliegues de un antiguo cable telefónico. Estas denominadas perversiones aleatorias de la hélice son tan abundantes en un cromosoma empaquetado que la hélice ya no es discernible. El nuevo modelo sugiere que una forma de condensina presenta más de estos problemas que una segunda forma, una predicción que puede comprobarse mediante experimentos futuros.

Experimentos anteriores habían demostrado que la condensación se enrolla en el cromosoma, arrugando secciones en miles de bucles, haciendo que el cromosoma se parezca menos a un fideo largo y recto y más a una densa bola de espagueti. El nuevo modelo añade más detalles para pruebas futuras: se descubrió que la velocidad de este proceso de bucle es más lenta al principio y aumenta a medida que los cromosomas se alinean en el centro de la célula antes de separarse en cada una de las dos células hijas. También encuentra una diferencia en los tamaños de los bucles producidos por dos versiones diferentes de condensina, con la versión conocida como condensina II generando bucles seis veces más grandes que los de la condensina I.

Todo esto es importante porque comprender el comportamiento de la condensina podría brindar conocimientos que algún día resultarán importantes para el desarrollo de tecnología y medicina preventiva o terapéutica contra enfermedades como el cáncer o el síndrome de Down.

"No sólo es visualmente inspirador ver realmente la molécula con la que estamos trabajando, sino que también es necesario comparar la teoría con los datos experimentales", dijo Dey.

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