Las fluctuaciones del núcleo celular son un reloj

Núcleos de células humanas con marcadores fluorescentes para la cromatina (violeta) y y la membrana nuclear (verde). Imagen cortesía de Fang-Yi Chu y Alexandra Zidovska, Departamento de Física, Universidad de Nueva York.

Un equipo de investigadores biofísicos de la Universidad de Nueva York (EE.UU.) ha puesto de manifiesto la existencia de un marcador del ciclo de vida (lo que llamaríamos un reloj) de las células humanas vivas. Este descubrimiento aporta un nuevo elemento en el estudio de las células vivas que puede ser muy relevante en la comprensión de los componentes básicos de la vida así como en la de la aparición de enfermedades.

Hasta ahora la determinación del punto del ciclo en el que se encontraba la célula se podía realizar solo si la célula estaba muerta, en una especie de autopsia celular. Con este hallazgo, en el que se comprueba que el núcleo tiene fluctuaciones rápidas que disminuyen en amplitud conforme la célula envejece, se puede mejorar mucho nuestro conocimiento de las células tanto sanas como enfermas.

Se sabe desde hace mucho tiempo que la forma y el tamaño del núcleo de la célula cambian de forma sustancial durante la vida de una célula. Lo que no se sabía, sin embargo, era si el núcleo cambia su forma durante períodos de tiempo cortos . Este desconocimiento se debía en gran parte a las limitaciones técnicas de llevar a cabo las mediciones necesarias en células vivas.

Los investigadores, con el objeto de estudiar la dinámica del núcleo, utilizaron un microscopio de fluorescencia de última generación que les permite ver cambios de forma extremadamente pequeños y muy rápidos del núcleo en las células vivas. Para ello hicironn fluorescentes tanto la cromatina contenida en el núcleo con un color (violeta) y la membrana nuclear con otro (verde).

Los investigadores descubrieron que el núcleo de la célula humana tiene un tipo de movimiento previamente no detectado: su envolvente nuclear parpadea, o fluctúa, durante un período de unos segundos. En concreto, la amplitud de estos cambios en la forma disminuye con el tiempo durante el ciclo celular. Este movimiento es la primera característica física conocida que cambia sistemáticamente con el ciclo celular.

Por tanto, este proceso puede servir como un reloj interno de la célula, ya que señala la “edad” de la célula, esto es, en qué momento de su ciclo vital se encuentra.

Como los errores estructurales y funcionales de la envoltura nuclear conducen a un gran número de trastornos del desarrollo y hereditarios, como la cardiomiopatía, la distrofia muscular y el cáncer, el conocimiento de la mecánica de las fluctuaciones de la forma del núcleo celular podría, además, contribuir a comprender mejor el envoltorio nuclear en la salud y en la enfermedad.

Referencia:

Fang-Yi Chu el al. (2017) “On the origin of shape fluctuations of the cell nucleus,” PNAS doi: 10.1073/pnas.1702226114

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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