Entenent la formació i creixement dels microtúbuls

Els microtúbuls formen tant l’esquelet com les “autopistes” de les nostres cèl·lules. No obstant, encara es desconeixen els detalls sobre com es creen aquestes estructures tan essencials. Un nou projecte de recerca liderat pel laboratori dirigit per Thomas Surrey — qui recentment ha arribat al Centre de Regulació Genòmica (CRG) des de l’Institut Crick — llança una mica de llum sobre com s’inicia tot aquest procés.

Els microtúbuls consisteixen en tubs llargs fets d’unitats de tubulina (a i b) organitzades de manera circular, seguint un patró en forma d’hèlix. La formació dels microtúbuls consisteix en dues fases:

• Nucleació: les primeres unitats d’a/b-tubulina són col·locades a la part superior d’un complex en forma d’anell format per unitats de γ-tubulina, anomenat γTuRC.
• Elongació: més unitats d’a/b-tubulina són afegides per allargar els microtúbuls.

Per poder entendre com es regulen aquests processos, l’equip de científics i científiques dirigit per Thomas Surrey va purificar complexos γTuRC humans i van observar la cinètica de la formació in vitro dels microtúbuls.

El que van trobar és que el complex γTuRC és en realitat molt ineficient respecte al primer pas. No obstant, un cop les primeres unitats ja s’han col·locat, el procés d’elongació és molt més ràpid.

γTuRC és molt ineficient respecte al primer pas però, un cop les primeres unitats ja s’han col·locat, el procés d’elongació és molt més ràpid.

Per descobrir per què γTuRC és tan ineficient al principi, el personal investigador va començar a treballar amb el laboratori d’Alessandro Costa al Crick, qui es va encarregar d’analitzar l’estructura d’aquest complex a través de criomicroscòpia electrònica — una tècnica que permet observar estructures increïblement petites (en aquest cas fins a 4A, o 4 bilionèsimes parts d’un cm).

Van veure que, del total de les 14 subunitats de γ-tubulina que formen el cercle de γTuRC, la meitat es trobaven molt juntes, en una configuració compacta (tancada), mentre que l’altre meitat disposava d’espais entremig (oberta), convertint l’anell en asimètric. Aquesta desviació de la geometria dels microtúbuls faria més difícil que la tubulina a/b s’hi afegeixi i comenci a formar els microtúbuls.

El personal científic creu que la manera en la que γTuRC s’activa — i la formació de microtúbuls s’accelera — és per un canvi en la conformació de l’anell, passant d’una forma oberta asimètrica a una més compacta, més similar al patró comú de microtúbuls. El repte ara està en descobrir quins factors estan involucrats en aquest canvi.