La investigación, realizada con modelos de pez cebra e imágenes de última generación, ha permitido ver cómo esta estructura pasa de ser unas cuantas gotas líquidas a un núcleo estable, un descubrimiento que revela la extraordinaria precisión del proceso reproductivo de la naturaleza.
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Los detalles del estudio, dirigido por el profesor Yaniv Elkouby y su equipo, de la Facultad de Medicina de la Universidad Hebrea y el Instituto de Investigación Médica-Israel-Canadá (IMRIC), se han publicado este jueves en Current Biology.
Durante más de 200 años, los científicos han analizado el funcionamiento de los ovocitos -células ováricas inmaduras- necesario para el desarrollo embrionario, pero los mecanismos que subyacen a este proceso aún no se conocen bien.
El estudio se basa en el cuerpo de Balbiani (Bb), una estructura dentro de la célula que carece de membrana circundante y cuya función es reunir y organizar moléculas importantes, como el ácido ribonucleico (ARN) y las proteínas, que son cruciales para la correcta orientación del óvulo y el desarrollo temprano del embrión.
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El cuerpo de Balbiani se encuentra en muchas especies, desde insectos hasta humanos y también en los peces cebra, un modelo animal que lo investigadores utilizaron para hacer el estudio, descubrir cómo se forma esta estructura y obtener imágenes en directo de los ovarios completos del pez.
El estudio explica la importancia de una proteína llamada Bucky ball, que impulsa la formación del cuerpo de Balbiani mediante 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.
Al observar la actividad de esta proteína, demostraron que comienza como gotas líquidas que luego se estabilizan en un compartimento cohesivo de tipo sólido, una transformación que es crucial para la estructura y función del cuerpo de Balbiani, esenciales para el éxito del desarrollo embrionario.
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El equipo también descubrió el papel esencial de los microtúbulos, estructuras celulares que regulan el ensamblaje del cuerpo de Balbiani.
Los microtúbulos guían el movimiento de los gránulos de la proteína Bucky ball, garantizan su correcta organización y evitan su crecimiento excesivo, manteniendo la forma y funcionalidad del cuerpo de Balbiani, una orquestación precisa que da lugar a la formación de un cuerpo Balbiani único e intacto, un elemento clave en la reproducción.
Implicaciones más amplias
Más allá de la reproducción y el desarrollo embrionario, el estudio tiene implicaciones más amplias.
Las estructuras de tipo sólido en las células se conocen sobre todo en contextos patológicos, como los priones, que se forman irreversiblemente y dañan las células, causando enfermedades neurodegenerativas.
En cambio, el cuerpo de Balbiani se forma en un contexto de desarrollo fisiológico de forma regulada y reversible.
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Al desensamblarse, el Bb transporta RNPs (ribonucleoproteínas) a la corteza del ovocito. Esta investigación fundamental con ovocitos de pez cebra puede aportar nuevos conocimientos para entender los mecanismos patológicos de las enfermedades neurodegenerativas.
“Hemos descubierto cómo se forma el cuerpo de Balbiani mediante condensación molecular y cómo los microtúbulos regulan este proceso. Este descubrimiento ayuda a dar respuesta a antiguas preguntas sobre cómo se inician la polaridad de los ovocitos y el desarrollo embrionario”, explica Elkouby.