Identifiquen una proteïna essencial per a la formació de cilis

La cerra és un òrgan mecano sensorial que alberga el cili projectat per una neurona. Dues estructures, els centríols, una a la base del cili, i l’altre a la zona de transició, marcades en verd i vermell, respectivament (Gonzalez Lab)
La cerra és un òrgan mecano sensorial que alberga el cili projectat per una neurona. Dues estructures, els centríols, una a la base del cili, i l’altre a la zona de transició, marcades en verd i vermell, respectivament (Gonzalez Lab)

El treball, publicat a Current Biology, està centrat en els cilis, estructures cel·lulars que, gràcies a la seva capacitat per detectar substàncies químiques i forces mecàniques, ens permeten olorar i sentir, entre moltes altres funcions essencials per a l'organisme

El grup dirigit pel professor d'investigació ICREA, Cayetano González, de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), ha publicat un estudi a Current Biology, en col·laboració amb el grup de Giuliano Callaini de la Universitat de Siena a Itàlia, que aporta nous dades sobre el mecanisme d'acoblament dels cilis.

Moltes de les cèl·lules que componen el cos humà tenen una petita estructura anomenada cili que s'assembla, i de fet funciona com una antena, transmetent a la cèl·lula informació que rep de l'entorn extracel·lular. Les cèl·lules ciliades exerceixen funcions essencials en el cos humà. Per exemple, monitoritzen el flux de fluid en el ronyó, detecten hormones al cervell, o els sentits de l'oïda i de l'olfacte depenen de neurones especialitzades que estan equipades amb cilis que són sensibles a senyals químics o mecànics. A més, en certs òrgans, el batre de cilis especialitzats assegura el moviment de determinats fluids, contribuint així a la salut de l'organisme.

Un cili és una extensió estreta i allargada de la membrana cel·lular que conté microtúbuls. L'organització dels microtúbuls dins del cili presenta una simetria radial conservada al llarg de l'evolució, que està codificada per un petit orgànul cel·lular que es localitza a la base del cili, conegut com corpuscle basal. La majoria de cèl·lules animals contenen dues estructures, els centríols, amb l'aparença de tals corpuscles, però només un d'ells és realment capaç de funcionar com a corpuscle basal. En cèl·lules humanes és sempre el centríol anomenat "mare" per haver-se format abans que l'altre, anomenat centríol "fill".

Un model animal d'experimentació usat per a l'estudi de l'acoblament dels cilis és la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster. L'article publicat pel Laboratori de Divisió Cel·lular dirigit per González demostra que en Drosophila, com en humans, el centríol mare és qui té reservada la capacitat de funcionar com corpuscle basal i formar un cili. A més, mitjançant mètodes de manipulació genètica que són fàcils d'aplicar en mosques, han descobert un detall molt rellevant del mecanisme molecular que governa l'acoblament de cilis.

Els científics han trobat que l'eliminació de Centrobin (CNB), una proteïna que normalment es troba només en el centríol fill, permet que aquest funcioni com a corpuscle basal. Així doncs, les neurones sense CNB tenen dos cilis, el normal organitzat pel centríol mare i un altre més organitzat pel centríol fill que no té CNB. De manera similar, els centríols mare modificats genèticament per acumular CNB són incapaços de funcionar com a corpuscles basals i les neurones que els contenen no poden acoblar cilis.

L'absència de cilis, o els cilis que no funcionen correctament, són la causa d'una llarga llista de malalties humanes conegudes com ciliopaties, entre les que es troben la polidactília, l'obesitat, problemes respiratoris, disminució auditiva, i moltes altres. La investigació bàsica en organismes model com la mosca del vinagre permet entendre els detalls moleculars de l'acoblament dels cilis i d'aquesta manera contribueix a fer possible la investigació aplicada en aquest camp.

Article de referència:

Loss of Centrobin enables daughter centrioles to form sensory cilia in Drosophila

M. Gottardo, G. Pollarolo, S. Llamazares, J. Reina, M. Riparbelli, G. Callaini, and C. Gonzalez

Current Biology (20 August) DOI: 10.1016/j.cub.2015.07.038