Recreación el 3D del proceso de división celular. Anusorn Nakdee/Shutterstock

Cristina Ros Carrero, Universitat de València

En el nostre món modern, en què la vida es mou a un ritme accelerat, és temptador comparar la nostra existència amb el procés de creixement i divisió cel·lular. Al cap i la fi, enmig de la voràgine quotidiana, bé podríem dir que també nosaltres estem constantment “multiplicant-nos”.

En el fascinant món de les cèl·lules, hi ha un procés de multiplicació bastant enigmàtic: el cicle cel·lular. Les cèl·lules es preparen contínuament per a dividir-se i donar origen a noves cèl·lules. I que això s’esdevinga depèn d'infinites proteïnes que envaeixen la cèl·lula, giren, bateguen i volen les unes sobre les altres. Són proteïnes que apareixen quan es necessiten i desapareixen quan són prescindibles, i que presenten una vida útil en forma d'ona.

Doncs bé, malgrat la complexitat, ací no hi ha res d’arbitrari. Més aviat al contrari, el funcionament del cicle cel·lular es pot equiparar al precís mecanisme d'un rellotge suís.

Semàfors cel·lulars

Abans de començar el cicle cel·lular, les cèl·lules s’aturen en els anomenats checkpoints (punts de control). Per entendre què ocorre en aquestes pauses, imagineu-vos que un dia més feu camí cap a la feina. Trànsit, aglomeracions de gent, l'hora d'entrada que s'acosta... I, de colp i volta, un semàfor en roig us obliga a aturar-vos en el camí. En parar-vos, observeu al voltant, avaluant el flux del trànsit, la seguretat de la l'encreuament i la situació general de la carretera abans de seguir avant.

De la mateixa manera, les cèl·lules es detenen en els seus corresponents checkpoints, com si fossen semàfors cel·lulars, per analitzar l'estat del seu material genètic, detectar la possible presència d'anomalies i decidir si és segur continuar el seu viatge cap a la divisió cel·lular. Cada parada en aquests punts de control brinda a les cèl·lules l'oportunitat de garantir un viatge segur fins a la seua destinació final: la perpetuació de la vida.

Però què succeeix si el semàfor cel·lular roman en roig més temps del que és habitual? Què passa si les cèl·lules detecten problemes en el seu material genètic durant aquesta inspecció de seguretat molecular? En tal cas, a vegades activen mecanismes de reparació i altres opten per detenir del tot el procés de divisió cel·lular i evitar així la propagació de possibles errors genètics.

Llevats: éssers petits però efectius

El llevat o rent, un organisme comú en l’elaboració de productes de forn, del vi i la cervesa, és més que un simple ingredient culinari que podem comprar al supermercat. Per als científics, es tracta d'un valuós organisme “model” per a estudiar el cicle cel·lular.

Els avantatges que ofereixen els llevats en el laboratori són innombrables. Per començar, tenen un cicle cel·lular ràpid, amb una nova generació que sorgeix cada… dues hores! Perfecte per a protagonitzar experiments. Però, a més, es poden utilitzar de manera segura al laboratori i tenen genomes petits i ben caracteritzats.

Revelant els misteris de la cèl·lula

El punt start (inici o arrancada) és crucial en el cicle d'una cèl·lula: ací és on pren la decisió irreversible de dividir-se o no. Una vegada la pren, alea iacta est. Perquè el lector entenga què passa just en tal moment, haurà d'imaginar més de 200 gens que no es poden expressar de manera total pel fet que tenen frens incorporats. Aquests frens són, en realitat, proteïnes que es coneixen com a repressors transcripcionals.

Fins fa poc més de cinc anys, l'únic fre conegut en llevat era Whi5, però recentment s’ha caracteritzat un nou fre, anomenat Whi7. Encara que en un principi es va pensar que eren germans bessons, hi ha recerques recents que han anat revelant que no són tan semblants, perquè es regulen i funcionen de manera diferent. Whi5 actua com el principal fre al qual recorre la cèl·lula quan està feliç, mentre que Whi7 assumeix el control quan la cèl·lula està patint estrès per diverses condicions.

Heus ací un altre mecanisme admirable dins de la dansa molecular de la vida: l'evolució ha modelat la cèl·lula perquè dispose d’una espècie de “pla de contingència” que garanteix que el sistema continuarà funcionant encara quan una part de la maquinària puga fallar. Això és el que es coneix en biologia com a redundància funcional, i delata, sense cap dubte, que aquest procés biològic és essencial.

El fet que hi haja més d'un fre d’start en el llevat augmenta la semblança que existeix entre el funcionament dels sistemes de control en aquest microorganisme i en organismes superiors, entre els quals, les nostres pròpies cèl·lules.

En efecte, en les cèl·lules de mamífer també actuen uns frens coneguts com a proteïnes de la família retinoblastoma. De tots ells, RB és el reconegut germà de Whi5 en el llevat. El gen que codifica la proteïna RB es va identificar inicialment en el càncer de retina (també anomenat retinoblastoma): d'ací ve el nom que explica l'efecte de la seua mutació. Tot i això, uns estudis recents han mostrat que, en realitat, RB ha mutat en aproximadament 31 tipus de tumors.

Cell cycle meeting 2023- Salk Institute for Biological Studies

El fet que RB haja mutat en tants tumors reforça encara més la importància d'estudiar el paper d'aquests frens amb l’ajuda dels llevats. Entendre en aquests microorganismes els secrets de la divisió cel·lular ens fa estar més ben preparats per a abordar els desafiaments de la salut humana i obre noves vies per a desenvolupar tractaments mèdics més efectius i personalitzats.

En el món de la recerca biomèdica, a vegades les respostes més grans es troben en els llocs més petits.

Aquest article va ser finalista en la IV edició del certamen de divulgació jove organitzat per la Fundación Lilly i The Conversation España.

Cristina Ros Carrero, Doctora en Biomedicina i Biotecnologia, Universitat de València

Aquest article es publicà originalment en The Conversation. Llegiu l'original.