Un trabajo internacional con participación del Instituto Biofisika del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC-EHU) ha logrado identificar un anillo flexible de proteínas que regula cómo las células preparan y liberan vesículas con sustancias esenciales para el organismo.
El estudio, liderado por la Universidad Pompeu Fabra y publicado en la revista Cell, muestra con un nivel de detalle sin precedentes cómo siete proteínas se ensamblan formando un pequeño anillo que guía a las vesículas hasta la membrana celular en tres movimientos sucesivos, facilitando su fusión y la liberación de su contenido.
Los investigadores consiguieron “filmar” este proceso casi paso a paso, revelando una imagen dinámica y precisa de uno de los mecanismos fundamentales para la vida.
El investigador del CSIC Daniel Castaño-Díez, del Instituto Biofisika, tuvo un papel destacado en la caracterización estructural del sistema. Según explicó, “se trata de una coreografía altamente precisa en la que el anillo guía la vesícula, controla la distancia a la membrana y marca el ritmo del proceso”.
Comunicación celular esencial
Las células intercambian información de manera constante mediante pequeñas vesículas que transportan hormonas, proteínas y señales necesarias para el correcto funcionamiento de órganos y tejidos. Este estudio demuestra cómo estas proteínas se organizan y cambian de forma para hacer posible esta comunicación.
Hasta ahora, se conocía la participación de estas moléculas, pero no se había observado con claridad cómo se ensamblaban ni cómo evolucionaban durante el proceso.
Tecnología de imagen avanzada
Para lograr estos resultados, el equipo combinó microscopía de superresolución, criotomografía electrónica y análisis computacional avanzado. Estas herramientas permitieron observar estructuras dentro de células vivas y obtener imágenes tridimensionales de alta resolución.
Oriol Gallego, investigador de la UPF, destacó que la integración de estas metodologías permitió capturar un proceso extremadamente rápido y dinámico, difícil de estudiar con técnicas convencionales.
Además, el análisis computacional, en el que participaron investigadores del Instituto Biofisika, fue clave para reconstruir el comportamiento del anillo proteico durante cada fase.
Tres etapas y un “reinicio” molecular
El estudio revela que la aproximación de las vesículas ocurre en tres etapas: formación inicial del anillo, expansión progresiva y acercamiento final a la membrana para la fusión. Tras liberar su contenido, una proteína llamada Sec18 desmonta el anillo y permite que el sistema vuelva a activarse.
Los científicos describen a Sec18 como una “llave de reinicio” indispensable. Cuando esta proteína no funciona correctamente, el proceso se ralentiza y se ve afectada la comunicación celular.
Implicaciones para la salud
Aunque la investigación se realizó en levaduras, los mecanismos observados son similares en células humanas. Esta maquinaria participa en procesos como la secreción de insulina, la transmisión de señales neuronales y la liberación de sustancias asociadas al crecimiento tumoral.
Comprender cómo funciona este anillo y cómo se regula su desmontaje abre nuevas vías para investigar el origen de diversas enfermedades y desarrollar futuras estrategias terapéuticas.
El estudio contó con la participación de investigadores de instituciones como la Universitat Pompeu Fabra, la Universitat de Vic, el Max Perutz Labs de Viena, el New York Structural Biology Center, el EMBL Heidelberg y la Universitat de Barcelona, entre otras.
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