Descrito un mecanismo que frena la división celular en situación de estrés

Células de levadura Saccharomyces cerevisiae  en la fase de mitosis del ciclo celular.
Células de levadura Saccharomyces cerevisiae en la fase de mitosis del ciclo celular.

La vía de señalización HOG regula la respuesta al estrés en la levadura Saccharomyces cerevisiae y frena la división celular regulando la segregación de los cromosomas a través de la proteína Net1.

La vía de señalización p38 es el equivalente de la vía HOG en humanos, y está involucrada en procesos tumorales.

El trabajo del grupo de Señalización Celular del IRB Barcelona se ha publicado en la revista PNAS.

Cuando se da una situación de estrés celular, debido a la exposición a un tóxico, un patógeno o una alteración en el medio extracelular, la célula necesita adaptarse a la nueva situación para sobrevivir. El laboratorio de Señalización Celular del IRB Barcelona, que dirigen Eulàlia de Nadal y Francesc Posas, ha descrito cómo las células de la levadura responden al estrés activando un mecanismo que frena la división celular. Esto, por una parte, permite a la célula producir las proteínas necesarias para defenderse y adaptarse a la nueva situación, a la vez que evita la división celular en condiciones no óptimas, en las que la probabilidad de incorporar errores es más elevada. 

El estudio, publicado en la revista PNAS, confirma que la vía de señalización HOG es responsable de la respuesta al estrés en la levadura Saccharomyces cerevisiae. Concretamente, el trabajo describe cómo la proteína Net1, al ser activada por la vía HOG, bloquea el ciclo celular y la división.

 

Estrés celular y enfermedad

El estrés celular está relacionado con muchas enfermedades como, por ejemplo, el cáncer o el envejecimiento. Garantizar que el genoma de una célula se duplique correctamente y pase íntegro a las células hijas es clave para el mantenimiento del linaje celular y el buen funcionamiento del organismo. “En situaciones de estrés celular, si no se regula el ciclo, la célula es propensa a incorporar mutaciones”, explica de Nadal. “Estas mutaciones, eventualmente, pueden desencadenar en procesos tumorales y cáncer, por eso es tan importante conocer los mecanismos que regulan el ciclo”, añade.

Además del cáncer, el estrés celular está también vinculado a diversas enfermedades metabólicas, neuronales y otras patologías asociadas al envejecimiento.

 

La levadura como modelo de estudio

Los organismos modelo se utilizan en investigación porque ofrecen un marco en el cual poder investigar de manera rápida, segura y más económica. Los resultados de la investigación deben ser luego extrapolados (y adaptados, si hace falta) al organismo de interés, ya sean seres humanos, otros animales o plantas. Para este estudio, el laboratorio de Posas-de Nadal, ha utilizado la levadura Saccharomyces cerevisiae, un organismo unicelular de fácil manipulación en el laboratorio que, al contrario de lo que ocurre con las bacterias, es eucariota (es decir, que comparte con las células humanas (animales) y vegetales, la presencia de un núcleo y otros orgánulos con membrana). También comparte las fases del ciclo celular y los mecanismos de división, por lo que es un buen organismo modelo para el estudio del ciclo celular.

 

Artículo de referencia:
Silvia Tognetti, Javier Jiménez, Matteo Viganò, Alba Duch, Ethel Queralt, Eulàlia de Nadal, and Francesc Posas
Hog1 activation delays mitotic exit via phosphorylation of Net1
PNAS (2020) DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1918308117