Las células "madre" embrionarias reciben este nombre por su capacidad de generar cualquier tipo celular de las tres capas del embrión a partir de las cuales se originarán los tejidos y órganos en el individuo adulto: el endodermo, el mesodermo o el ectodermo (diferenciación). Además, y al contrario que las células adultas especializadas, las células madre tienen la asombrosa capacidad de poder multiplicarse indefinidamente en el laboratorio (división), lo que las hace tremendamente útiles en el campo de la medicina regenerativa.
Dominio PH de Dido3 unido a la histona del cromosoma (Imagen: Jovylyn Gatchalian/CNB)
En la actualidad, los científicos tratan de comprender los mecanismos moleculares que regulan en las células madre el equilibrio entre ambos procesos, la división y la diferenciación. Últimamente se han identificado genes que permiten reprogramar células especializadas y convertirlas en células madre pero aun hay muchos genes específicos de estas células cuya función es desconocida.
Un ejemplo es el gen Dido al que dedica sus esfuerzos el grupo del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) dirigido por Carlos Martínez. Este gen aparece evolutivamente en vertebrados y se manifiesta en tres proteínas distintas: Dido1, Dido2 y Dido3. Esta última se expresa en células madre y se modula su expresión en las células especializadas. Se une a estructuras esenciales para la división celular como son el centrosoma y el complejo sinaptonémico. Alteraciones de esta proteína causan síndromes preleucémicos y tumorales y bloquean la capacidad de diferenciarse de las células madre en cualquier tipo celular específico (diferenciación) manteniendo su capacidad de división (proliferación).
En colaboración con investigadores de la Universidad de Colorado, los científicos del CNB acaban de publicar un trabajo en el que identifican al dominio PH de Dido3, y determinan su estructura cristalina a 1.8 armstrongs de resolución, como el responsable de la unión al cromosoma. Esta unión causaría modificaciones en la expresión de diferentes genes que le dan a las células madre su capacidad de dividirse y diferenciarse en células adultas.
Además de identificar la zona de la proteína que se une a las histonas que organizan los cromosomas, los investigadores han profundizado en cómo se regula su función según el momento del ciclo celular en que se encuentre la célula. Sus datos indican que cuando las células madre se diferencian, Dido3 es desplazada del cromosoma por el aumento de Dido1. Esto conlleva una disminución en la expresión de genes que dotan a las células madre de su pluripotencia.
En este mismo aspecto, durante la mitosis han observado que Dido3 pasa de estar unido a la cromatina a desplazarse hasta el huso mitótico que dispone a los cromosomas en el ecuador de la célula como paso previo a separarlos hacia los polos cuando se va a producir la división de una célula en dos. De este modo, queda descrita por primera vez a través del gen Dido la relación entre la expresión de genes durante el desarrollo embrionario y la regulación del ciclo celular.
Referencia bibliográfica:
Gatchalian J, Fütterer A, Rothbart SB, Tong Q, Rincon-Arano H, Sánchez de Diego A, Groudine M, Strahl BD, Martínez-A C, van Wely KH, Kutateladze TG. Dido3 PHD modulates cell differentiation and division. Cell Rep 2013 Jul 2. pii: S2211-1247(13)00292-1.
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