Su función es reunir y organizar moléculas importantes
Los investigadores han descubierto cómo se preparan los óvulos para la creación de la vida. Su trabajo revela los secretos del cuerpo de Balbiani (Bb), una extraordinaria estructura que organiza moléculas esenciales para guiar el desarrollo embrionario temprano.
Utilizando modelos de pez cebra e imágenes de última generación, el equipo descubrió cómo esta estructura se transforma de gotitas líquidas en un núcleo estable, sentando las bases para la vida misma. Este descubrimiento arroja luz sobre la extraordinaria precisión del proceso reproductivo de la naturaleza.
El nuevo estudio dirigido por el profesor Yaniv Elkouby y su equipo, incluidos los primeros coautores Swastik Kar y Rachael Deis, de la Facultad de Medicina de la Universidad Hebrea y el Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá (IMRIC), ha proporcionado valiosa información sobre cómo se organizan las células para crear vida.
Durante más de 200 años, los científicos han observado la polaridad única de los ovocitos (óvulos inmaduros) necesaria para el desarrollo embrionario, pero los mecanismos detrás de este proceso han seguido siendo un misterio.
Esta investigación nos acerca a la comprensión de estos eventos biológicos críticos, con implicaciones para la salud reproductiva y la biología del desarrollo.
Un aspecto clave del estudio es el Bb, una estructura dentro de la célula que carece de membrana circundante. Su función es reunir y organizar moléculas importantes, como el ácido ribonucleico (ARN) y las proteínas, que son cruciales para la orientación adecuada del óvulo y el desarrollo temprano del embrión.
Imagen derecha: Los ARN Bb forman complejos insolubles de manera dependiente de la proteína Bucky Ball
El Bb se encuentra en muchas especies, desde insectos hasta humanos. Utilizando el pez cebra como modelo, los investigadores revelaron cómo se forma el Bb, utilizando avanzadas herramientas como la microscopía de súper resolución y la obtención de imágenes en vivo de los ovarios completos del pez.
El estudio destaca el papel de una proteína llamada Bucky ball, que impulsa la formación del Bb a través de la separación de fases, un proceso en el que las moléculas pasan de estar disueltas en la célula a estar más condensadas, formando finalmente una estructura más sólida y estable.
El equipo rastreó la actividad de la proteína Bucky Ball y demostró que comienza como gotitas líquidas que luego se estabilizan en un compartimento sólido y cohesivo. Esta transformación es crucial para la estructura y la función del Bb, que son vitales para el exitoso desarrollo embrionario.
Los investigadores también descubrieron el papel esencial de los microtúbulos, estructuras celulares que regulan el ensamblaje de la proteína Bb. Los microtúbulos guían el movimiento de los gránulos de proteína Bucky Ball, garantizan su organización adecuada y evitan el crecimiento excesivo, manteniendo la forma y la funcionalidad de la proteína Bb.
Imagen: Los microtúbulos son necesarios para la integridad de la proteína Bucky Ball condensada.
Esta orquestación precisa da como resultado la formación de un único, Bb intacto, un elemento clave en la reproducción.
Si bien Bucky ball ha sido el único gen esencial conocido para la formación del Bb en cualquier especie, los investigadores han descubierto una lista de nuevos y potentes candidatos a reguladores mediante enfoques proteómicos únicos. Este descubrimiento es importante para allanar el camino hacia el descifrado de los mecanismos completos de la formación del Bb y la polaridad de los ovocitos.
Este conocimiento será crucial para avanzar en la comprensión del Bb humano, cuyo contenido, función y regulación siguen siendo un misterio y podrían tener profundas implicaciones para la reproducción y la salud de las mujeres.
Más allá de la reproducción y el desarrollo embrionario, el estudio tiene implicaciones más amplias. Las estructuras sólidas en las células se conocen principalmente en contextos patológicos, como los priones, que se forman y dañan irreversiblemente las células, causando enfermedades neurodegenerativas.
En cambio, el Bb se forma en un contexto de desarrollo fisiológico de manera regulada y reversible. A medida que el Bb se desmonta, entrega RNP (ribonucleoproteínas) a la corteza del ovocito. Esta investigación fundamental que utiliza ovocitos de pez cebra puede proporcionar nuevos conocimientos para comprender los mecanismos patológicos de las enfermedades neurodegenerativas.
"Hemos descubierto cómo se forma el cuerpo de Balbiani a través de la condensación molecular y cómo los microtúbulos regulan este proceso. Este descubrimiento ayuda a responder a antiguas preguntas sobre cómo se inicia la polaridad del ovocito y el desarrollo embrionario", explicó el Dr. Elkouby.
El estudio ofrece nuevas perspectivas sobre los orígenes de la polaridad embrionaria en vertebrados, destacando las complejas interacciones entre los componentes moleculares y estructurales en la organización celular. Estos hallazgos no sólo mejoran nuestra comprensión de la biología del desarrollo, sino que también pueden brindar información para futuras investigaciones sobre la salud reproductiva.
La investigación se ha publicado en Current Biology: The Balbiani body is formed by microtubule-controlled molecular condensation of Buc in early oogenesis
