Los científicos han descubierto una forma novedosa en que las grandes células embrionarias se dividen sin un anillo contráctil completo, desafiando los modelos tradicionales. Usando embriones de pez cebra, los investigadores identificaron un sistema mecánico de trinquete que involucra microtúbulos y cambios en la rigidez citoplasmática. Los hallazgos, publicados en Nature, explican la división en células ricas en yema de varias especies.
La división celular, o citocinesis, es un proceso central en biología, pero sus mecánicas en las etapas embrionarias tempranas han desconcertado a los investigadores, particularmente en animales con células grandes llenas de yema. Un equipo liderado por Jan Brugués en el Cluster of Excellence Physics of Life de la TUD Dresden University of Technology ha descubierto un mecanismo previamente desconocido que permite a estas células sobredimensionadas dividirse sin depender del estándar anillo contráctil basado en actina de tipo cordón de bolso de monedero (purse-string ring, en inglés original preservado para precisión técnica, pero comúnmente 'anillo contráctil'). (Nota: traducción naturaliza 'purse-string ring' como 'anillo contráctil'). En el original: purse-string ring; traducción: anillo contráctil de actina). Traducción ajustada para naturalidad: anillo contráctil de actina al punto medio, que se contrae para separar en dos células hijas. Sin embargo, en especies como tiburones, ornitorrincos, aves y reptiles, la gran yema impide que el anillo se cierre completamente. «Con una yema tan grande en la célula embrionaria, hay una restricción geométrica. ¿Cómo permanece estable una banda contráctil con extremos sueltos y genera suficiente fuerza para dividir estas células enormes?», se preguntó Alison Kickuth, autora principal y reciente doctora graduada del grupo. Centrándose en embriones de pez cebra, que presentan células considerables ricas en yema en el desarrollo temprano, los investigadores cortaron la banda de actina con un láser y observaron que continuaba contrayéndose. Esto indicó un soporte a lo largo de su longitud, proporcionado por microtúbulos, otro componente del citoesqueleto. Alterar los microtúbulos, ya sea químicamente o con un obstáculo de gota de aceite, hizo que la banda colapsara, confirmando su rol en la estabilización y señalización. Experimentos adicionales revelaron que la rigidez citoplasmática varía con el ciclo celular. Durante la interfase, los asteres —estructuras de microtúbulos en expansión— endurecen el citoplasma, anclando la banda. En la fase mitótica (fase M), se fluidiza, permitiendo el movimiento hacia adentro. Sin embargo, esta fluidez arriesga la inestabilidad, por lo que la banda se retrae parcialmente pero se recupera a través de ciclos embrionarios rápidos. El proceso actúa como un trinquete mecánico: la inestabilidad durante fases fluidas se contrarresta con la restabilización en interfases subsiguientes, avanzando la división de manera incremental a lo largo de múltiples ciclos hasta completarse. «El mecanismo de trinquete temporal altera fundamentalmente nuestra visión de cómo funciona la citocinesis», afirmó Brugués. Kickuth añadió: «Los peces cebra son un caso fascinante, ya que la división citoplasmática en sus células embrionarias es inherentemente inestable. Para superar esta inestabilidad, sus células se dividen rápidamente, permitiendo la ingressión de la banda a lo largo de varios ciclos celulares alternando entre estabilidad y fluidización hasta completar la división». Este descubrimiento ofrece un nuevo marco para la citocinesis en embriones grandes ricos en yema en especies ovíparas, destacando el rol de propiedades citoplasmáticas temporizadas en procesos celulares. El estudio aparece en Nature.
