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Identifican proteína clave para el desarrollo de la cola de los espermatozoides

Un grupo de expertos dirigido por el profesor e investigador Cayetano González, del Instituto de Investigación en Biomedicina (IRB Barcelona), en colaboración con el equipo de Giuliano Callaini en la Universidad de Siena, en Italia, identificó el papel clave de una proteína llamada CENTROBIN en el desarrollo de la cola de los espermatozoides. Los hallazgos se publicaron recientemente en la revista The Journal of Cell Biology.

Tanto en las moscas como en los humanos, la célula espermática (espermatozoide) se compone del cuerpo celular, también conocido como “cabeza”, y el flagelo. El flagelo, también conocido como “cola” de los espermatozoides, es un apéndice delgado parecido a una pestaña que sobresale del cuerpo de la célula. Al golpear sus colas, las células espermáticas nadan hacia la célula reproductora femenina (ovocito) y lo fertilizan. Un conjunto de microtúbulos que abarcan toda la longitud de la cola es fundamental para el movimiento flagelar. Estos microtúbulos están dispuestos en una simetría radial característica, que se ha conservado a lo largo de la evolución y está modelada por un pequeño orgánulo llamado cuerpo basal, que se ubica en la base del flagelo.

Utilizando la mosca de la fruta Drosophila melanogaster como modelo para estudiar el desarrollo de la cola del espermatozoide, el Laboratorio de División Celular de González descubrió que la proteína CENTROBIN desempeña un papel crítico en el ensamblaje de un subconjunto de microtúbulos dentro de los cuerpos basales. En ausencia de CENTROBIN, los cuerpos basales no forman estos microtúbulos, al igual que las colas no móviles que moldean. En consecuencia, los machos con deficiencia de CENTROBIN son estériles.

Además del conjunto defectuoso de microtúbulos dentro de la cola, la conexión entre la cabeza y el flagelo a menudo se pierde en los espermatozoides con CENTROBIN mutada. Este efecto es muy similar a una condición de esterilidad masculina humana conocida como el “síndrome de espermatozoides decapitados”. El semen de las personas afectadas por esta patología parece normal, pero una micromanipulación mínima, como la necesaria para la fertilización in vitro, da como resultado cabezas de espermatozoides que están separadas de sus colas y, por lo tanto, no pueden nadar.

En resumen, el nuevo trabajo demuestra que CENTROBIN, que está bien conservada entre humanos y moscas, es un regulador positivo del desarrollo normal del flagelo. Sorprendentemente, un estudio previo del mismo grupo mostró que CENTROBIN ejerce un efecto negativo en el desarrollo de los cilios primarios. Los cilios primarios son una versión más corta de los flagelos, y están presentes en ciertas neuronas de la mosca al igual que en muchos tipos de células en los humanos, donde funcionan como sensores de estímulos externos. De la misma forma que los flagelos, los cilios primarios contienen una matriz de microtúbulos modelada por el cuerpo basal.

Tomados en conjunto, estos resultados muestran la naturaleza multifuncional de CENTROBIN, una proteína que juega roles opuestos en distintos tipos de células en el mismo organismo.

 

Vía: Institute for Research in Biomedicine (IRB Barcelona)

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