Resiliencia celular: descifrando la respuesta a la tensión física en las membranas

MadridCientíficos de la Universidad de Ginebra, en colaboración con el Institut de Biologie Structurale de Grenoble y la Universidad de Friburgo, han avanzado en la comprensión de cómo las células manejan el estrés físico. Utilizaron criomicroscopía electrónica para estudiar el comportamiento de los lípidos y proteínas en la membrana celular bajo estrés mecánico. Esta investigación ayuda a entender cómo pequeñas áreas de la membrana pueden organizar diferentes lípidos para desencadenar respuestas específicas en las células.

El estudio se centra en dos componentes principales:

• Microdominios de membrana
• Red de proteínas de eisosoma

Las membranas celulares son esenciales para mantener las células íntegras y funcionando correctamente. Hasta hace poco, no comprendíamos completamente cómo lograban esto. Este estudio arroja luz sobre el tema. La membrana plasmática actúa como una barrera, pero también debe ser flexible. Esta flexibilidad proviene de los lípidos y proteínas en la membrana, cuya disposición cambia según el entorno externo, lo que ayuda a equilibrar la tensión y la laxitud de la membrana.

Pequeñas áreas en las membranas celulares, denominadas microdominios, contienen lípidos y proteínas específicos. Estas zonas son cruciales para detectar cambios en las propiedades físicas de la membrana celular. Un equipo de investigación liderado por Robbie Loewith de la Universidad de Ginebra (UNIGE) utilizó la técnica de criomicroscopía electrónica para estudiar estas interacciones en detalle. Este método consiste en congelar las muestras a -200°C, lo que permite mantener las membranas en su estado natural para su análisis minucioso.

El estudio utilizó la levadura de panadería (Saccharomyces cerevisiae) por su facilidad de cultivo, la posibilidad de modificarla genéticamente y la similitud de muchos de sus procesos celulares con los de organismos más complejos. La investigación se centró en una parte específica de la membrana celular que está sostenida por una capa de proteínas llamada eisosomas.

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Los eisosomas ayudan a las células a manejar daños en sus membranas. Un equipo logró purificar y estudiar los eisosomas junto con sus lípidos naturales de membrana. Este es un paso importante para comprender cómo funcionan estas estructuras.

Científicos han descubierto que cuando las células están bajo estrés mecánico, la disposición de los lípidos en ciertas áreas cambia. Al estirarse una estructura proteica llamada eisosome, los lípidos se reorganizan, liberando probablemente moléculas señalizadoras que ayudan a la célula a adaptarse al estrés. Este proceso explica cómo las células convierten el estrés físico en señales químicas a través de la interacción entre proteínas y lípidos.

Estos hallazgos son fundamentales. Comprender cómo las células detectan y reaccionan ante el estrés mecánico puede ayudarnos a encontrar nuevos métodos para mejorar la supervivencia y función celular. Esto podría ser crucial para la investigación médica y el desarrollo de tratamientos para enfermedades relacionadas con la gestión del estrés en las células.

Este estudio presenta métodos innovadores para analizar la organización de las membranas. Dentro de ellas, las proteínas y los lípidos se desplazan para formar pequeñas zonas. Estas zonas permiten a las células realizar tareas bioquímicas específicas, especialmente al activar vías de comunicación durante periodos de estrés.