Un estudio innovador de ETH Zurich, publicado en Célula moleculararroja luz sobre los complejos procesos de toma de decisiones de las células de levadura, especialmente cómo envejecen y responden a las señales ambientales. Dirigida por el profesor Yves Barral, la investigación revela que los agregados de proteínas, conocidos como ‘condensados’, desempeñan un papel crucial en la forma en que las células toman decisiones cruciales sobre el crecimiento, la especialización e incluso la reproducción.
Las células son bombardeadas constantemente con información tanto de su entorno externo como de sus estados internos, como la edad y las reservas de energía. Este estudio se centra en las células de levadura, que sirven como organismo modelo debido a su estructura y comportamiento celular más simples. Tom Peskett, investigador postdoctoral y primer autor del estudio, enfatiza que comprender el envejecimiento celular independientemente de los factores ambientales proporciona información valiosa.
Utilizando técnicas avanzadas de microfluidos, los investigadores capturaron células de levadura individuales y monitorearon su proceso de envejecimiento a medida que se dividían y finalmente morían tres o cuatro días después. Identificaron dos condensados específicos (cuerpos P y condensados Whi3) que se formaban en mayor número a medida que las células envejecían. Se descubrió que estos condensados interactúan de una manera que inhibe una mayor división celular, lo que esencialmente desencadena la decisión de detener la división celular a medida que se acerca la vejez.
Sorprendentemente, cuando cualquiera de estos condensados se interrumpió, las células de levadura continuaron dividiéndose hasta envejecer, lo que demuestra la importancia de su cooperación en la regulación del ciclo celular. Cuando los investigadores indujeron artificialmente la formación de condensados de Whi3, la levadura envejeció prematuramente, lo que subraya el impacto que estos grupos de proteínas tienen en las decisiones de vida celular.
El estudio también reveló que estos condensados desempeñan un papel en las decisiones de apareamiento. Aunque anteriormente se pensaba que las células de levadura más viejas eran estériles y no respondían a las señales de apareamiento, los investigadores observaron que las células viejas responden a las feromonas pero tienden a abandonar rápidamente los intentos de apareamiento. Este cambio de comportamiento también está regulado por los condensados; cuando se bloquea su formación, las células viejas responden a las feromonas de la misma manera que las células más jóvenes.
Estos hallazgos ilustran que la red de condensado es esencial para la adaptabilidad celular, lo que permite a las células de levadura evaluar la edad y la presencia de socios potenciales y ajustar su comportamiento en consecuencia. Los investigadores describen este proceso como comités moleculares formados para gestionar decisiones cruciales en la vida celular.
Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de la fisiología de la levadura. Comprender cómo las células toman decisiones podría ser fundamental para abordar los problemas de salud relacionados con el envejecimiento, el cáncer y la resistencia bacteriana a los antibióticos. El profesor Barral destaca que los próximos pasos pasan por explorar cómo este conocimiento podría conducir al desarrollo de terapias dirigidas que puedan manipular estos procesos de toma de decisiones en contextos clínicos específicos. La investigación abre nuevas vías para la investigación científica sobre el comportamiento celular y las intervenciones en enfermedades.