Evidencia del comportamiento mecanosensible de los microtúbulos – ScienceDaily

0 5


Se ha reportado evidencia directa de que los microtúbulos funcionan como mecanosensores y regulan el transporte intracelular de moléculas, dando lugar a nuevas posibilidades en los campos de la biomecánica, la medicina y los biosensores.

Dentro de las células, los microtúbulos no solo sirven como componentes del citoesqueleto (esqueleto celular), sino que también juegan un papel en el transporte intracelular. En el transporte intracelular, los microtúbulos actúan como binarios de proteínas motoras como la kinesina y la dineína. Los microtúbulos, el componente citoesquelético más rígido, están constantemente sometidos a diversas tensiones mecánicas como compresión, tensión y flexión durante las actividades celulares. Se ha planteado la hipótesis de que los microtúbulos también funcionan como mecanosensores que convierten la información mecánica en información bioquímica.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Akira Kakugo de la Universidad de Hokkaido ha proporcionado evidencia directa de que los microtúbulos funcionan como mecanosensores que regulan el transporte intracelular. Los resultados fueron publicados en la revista Avances científicos. El equipo incluyó al Dr. Syeda Rubaiya Nasrin, Seiji Nishikawa, el Dr. Arif Md. Rashedul Kabir y el profesor Kazuki Sada de la Universidad de Hokkaido; Dr. Christian Ganser de los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales; El profesor asociado Takefumi Yamashita del Centro de Investigación de Ciencia y Tecnología Avanzadas (RCAST) de la Universidad de Tokio; El profesor Mitsunori Ikeguchi de la Universidad de la ciudad de Yokohama; El profesor Takayuki Uchihashi de la Universidad de Nagoya; y el profesor Henry Hess de la Universidad de Columbia.

Estudios recientes han demostrado que el estrés mecánico tiene un efecto significativo sobre la diferenciación celular, el desarrollo y la enfermedad. Algunos estudios han sugerido que los microtúbulos, que son el citoesqueleto más rígido y juegan un papel importante en la morfogénesis celular y el transporte de material intracelular, también pueden funcionar como mecanosensores; sin embargo, no se ha obtenido evidencia directa que apoye esta especulación.

El equipo llevó a cabo experimentos con microtúbulos en un sistema sin células. Descubrieron que el movimiento de la kinesina se ralentiza cuando se pliega el microtúbulo. Utilizando microscopía de fuerza atómica de alta velocidad, que permite la observación de procesos dinámicos a nivel atómico, confirmaron que este fenómeno también ocurre sin cavidades o grietas en la estructura de los microtúbulos, que se pensaba que eran la principal razón de la desaceleración. El análisis de afinidad de unión a kinesina mostró que los microtúbulos plegados parecen más pegajosos a la kinesina que los microtúbulos desplegados. A partir de simulaciones de dinámica molecular de todos los átomos, se descubrió que el mecanismo de esta desaceleración implica la energía de interacción mejorada de la kinesina y las unidades estructurales de los microtúbulos deformados.

Los resultados de esta investigación tienen implicaciones en los campos de la biomecánica y la mecanobiología, que estudian el entorno mecánico dentro y alrededor de las células; en la investigación de enfermedades neurológicas provocadas por el impedimento del transporte axonal de mercancías; y para el desarrollo de sensores mecánicos a partir de proteínas biomoleculares.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Hokkaido. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

También podría gustarte
Deja una respuesta

Su dirección de correo electrónico no será publicada.

This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish. Accept Read More