Un mecanismo oculto transforma nuestra comprensión sobre la división celular

Un equipo de científicos del Instituto Ruder Boškovic en Zagreb, Croacia, descubrió una función sorprendente de la proteína CENP-E, que durante años se había considerado un motor que posicionaba los cromosomas durante la división celular. Sin embargo, los nuevos hallazgos indican que CENP-E actúa más como un estabilizador que asegura las conexiones iniciales entre los cromosomas y las "vías" internas de la célula, permitiendo que se alineen correctamente antes de la división.

Un estudio complementario demostró que los centrómeros, pequeñas estructuras en los cromosomas, juegan un papel crucial en guiar a CENP-E para que este pueda facilitar el proceso de división. Estos resultados desafían dos décadas de enseñanza aceptada y tienen importantes implicaciones, ya que los errores en la unión de cromosomas están relacionados con muchos tipos de cáncer y trastornos genéticos.

La importancia del posicionamiento temprano de los cromosomas

La división celular ocurre con una precisión extraordinaria en innumerables células del cuerpo. Una sola célula duplica tres mil millones de letras de ADN y distribuye copias perfectas a ambas células hijas. Cuando este delicado proceso falla, las consecuencias pueden ser graves. Incluso un cromosoma en el lugar incorrecto puede interrumpir el desarrollo, contribuir a la infertilidad o desencadenar cáncer. Por lo tanto, la división celular ofrece poco margen de error.

Durante muchos años, se creyó que CENP-E era un jugador central en este proceso, descrito como una proteína motora que arrastraba cromosomas rezagados hacia el centro de la célula en división. Sin embargo, el nuevo estudio revela que CENP-E no es el "motor" que mueve los cromosomas, sino un regulador clave que se activa en el momento adecuado para permitir que todo se alinee correctamente.

Los investigadores, liderados por el Dr. Kruno Vukušic y la profesora Iva Tolic, publicaron sus hallazgos en Nature Communications. El Dr. Vukušic, quien se formó como investigador postdoctoral en un equipo de sinergia altamente selectivo de la ERC, ahora se prepara para liderar su propio grupo en el RBI. La profesora Tolic, experta reconocida en biofísica celular y jefa del Laboratorio de Biofísica Celular en el RBI, sostiene que CENP-E no es el motor que arrastra los cromosomas, sino el factor que asegura que puedan unirse correctamente desde el principio.

"CENP-E no es el motor que arrastra los cromosomas hacia el centro", afirmó Vukušic. "Es el factor que asegura que puedan unirse adecuadamente en primer lugar. Sin esa estabilización inicial, el sistema se detiene".

El movimiento de los cromosomas como un tráfico urbano

Imaginemos una gran ciudad en hora pico, donde millones de vehículos llenan las intersecciones y un solo error puede detener todo el flujo. Ahora, pensemos en esta escena a escala celular. Los cromosomas actúan como trenes que transportan carga de ADN, y los microtúbulos forman las vías que los guían. Para que la división tenga éxito, cada cromosoma debe conectarse al conjunto correcto de vías y moverse hacia el centro.

El modelo tradicional describía a CENP-E como la locomotora que arrastraba a los cromosomas rezagados. Sin embargo, el equipo de Zagreb encontró una función más precisa. En lugar de ser el motor, CENP-E actúa como un acoplador que asegura la conexión entre un cromosoma y el microtúbulo. Cuando ese acoplamiento es débil o falta, los trenes se detienen en las afueras de la estación y no pueden avanzar.

¿Qué controla cuándo se mueven los cromosomas?

La pregunta que surge es: ¿por qué algunos cromosomas se detienen en los bordes de la célula? La respuesta involucra a las quinasas Aurora, un grupo de proteínas que funcionan como semáforos estrictos. Estas generan señales "rojas" que impiden que los cromosomas realicen uniones incorrectas en las etapas iniciales.

Este sistema protege contra errores cerca de los polos de la célula, pero también puede frenar a los cromosomas de manera excesiva. CENP-E ayuda a restaurar el equilibrio ajustando esas señales para que se puedan formar las primeras conexiones adecuadas. Una vez que aparece esa unión estable inicial, la alineación sigue naturalmente a través de la geometría del huso y el comportamiento de los microtúbulos.

"No se trata de fuerza bruta", explica Tolic. "Se trata de crear las condiciones para que el sistema funcione sin problemas. El papel clave de CENP-E es estabilizar el inicio, y una vez que eso sucede, el resto de la mitosis se desarrolla correctamente".

Repensando un modelo clásico

Durante casi veinte años, los libros de texto describieron a CENP-E como un motor que arrastraba los cromosomas hacia la placa metafásica. La nueva investigación contradice esa visión. "La congressión, la alineación de los cromosomas, está intrínsecamente vinculada a la biorientación", afirma Tolic. "Lo que mostramos es que CENP-E no contribuye significativamente al movimiento en sí. Su papel crucial es estabilizar las uniones finales desde el inicio. Eso es lo que permite que el sistema avance correctamente".

Este cambio reemplaza una explicación basada en la fuerza por otra centrada en la regulación y el tiempo. Las implicaciones van más allá del aprendizaje en el aula.

Importancia del descubrimiento para la salud humana

Para alguien ajeno al campo, la distinción puede parecer pequeña. Sin embargo, en biología celular, pequeños cambios a menudo revelan grandes verdades. Los errores en la segregación de cromosomas son una característica distintiva del cáncer. Las células tumorales comúnmente muestran segmentos de cromosomas duplicados o faltantes, y estas anomalías a menudo se remontan a errores en el proceso de unión.

Al demostrar que CENP-E regula las uniones más tempranas y al conectar esta regulación con la actividad de las quinasas Aurora, el equipo de Zagreb vinculó dos procesos que anteriormente se pensaban separados. Esta conexión expone un posible punto débil en las células en división y podría señalar el camino hacia terapias que corrijan o frenen divisiones peligrosas.

"Esto no se trata solo de reescribir un modelo", afirma Vukušic. "Se trata de identificar un mecanismo que se vincula directamente con la enfermedad. Eso abre puertas para diagnósticos y para pensar en nuevas terapias".

Apoyo desde Europa y Croacia

La investigación fue posible gracias a un financiamiento competitivo significativo, incluyendo la subvención de sinergia del Consejo Europeo de Investigación, la Fundación de Ciencia de Croacia, proyectos bilaterales suizo-croatas y programas de desarrollo de la UE. El trabajo también dependió de recursos computacionales avanzados en el centro SRCE de la Universidad de Zagreb. "La biología moderna no se trata solo de microscopios y tubos de ensayo", dice Tolic. "También implica computación y colaboración entre disciplinas y fronteras".

Encontrando estructura en la complejidad celular

En esencia, el descubrimiento arroja luz sobre cómo las células mantienen el orden en medio del movimiento constante. Trillones de divisiones celulares ocurren diariamente en el cuerpo humano, y cada evento debe luchar contra la atracción natural del desorden. La nueva comprensión de Zagreb ayuda a revelar una de las estrategias ocultas detrás de esa consistencia. Al reinterpretar el papel de CENP-E y conectarlo con otros reguladores celulares, el equipo ha añadido claridad a un proceso que opera bajo una inmensa presión.

"Al descubrir cómo estos reguladores microscópicos cooperan", concluye Tolic, "no solo profundizamos nuestra comprensión de la biología, sino que también nos acercamos a corregir los fallos que subyacen a las enfermedades".

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