Autopistas celulares

Con avanzadas técnicas de microscopía que permiten estudiar la estructura del citoplasma celular, observando sus componentes en forma individual, Valeria Levi y su equipo de investigadores buscan comprender cómo funcionan los motores moleculares responsables del transporte de una gran variedad de compuestos.

7 Jun 2012 POR Patricia Olivella

Entrevista a Valeria Levi

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“Supongamos que queremos entender cómo se organiza una ciudad y que para eso vamos a observar lo que hacen las personas que viven en ella. En determinado momento del día, algunas personas trabajan, otras duermen, otras miran la televisión. Si promediamos el comportamiento de todas las personas, podemos llegar a pensar que la gente trabaja durmiendo y mirando la televisión, todo al mismo tiempo. Pero, sin embargo, si estudiamos a cada una de las personas de nuestra ciudad por separado y no promediamos la información que obtenemos, vamos a concluir que hay un grupo que trabaja, otro que duerme y otro que mira la televisión. Esto es exactamente lo que hacemos en el laboratorio: estudiamos con mucha resolución el movimiento de los compuestos celulares que nos interesan uno por uno y así construimos un modelo dinámico y más completo de la organización celular”. Con esta clara analogía, la química Valeria Levi presenta, de manera simple pero precisa, la actividad de investigación llevada a cabo por su Grupo de dinámica y transporte intracelular.

Es que lo que se hace clásicamente, cuando se estudia el comportamiento celular es “medir” al mismo tiempo un gran número de moléculas y obtener el comportamiento promedio de las mismas. De esta manera se corre el riesgo de que suceda lo mismo que en el hipotético estudio de la ciudad y que se pierdan detalles que sí pueden obtenerse cuando se estudian los compuestos celulares de manera aislada.

“Nuestro método de responder las preguntas que nos hacemos es bastante novedoso ya que usamos técnicas muy avanzadas de microscopía que nos permiten estudiar las partículas-moléculas en forma individual, es decir, una por una”, afirma la investigadora.

El trabajo de investigación que llevan adelante Levi y su equipo consiste, justamente y en líneas generales, en entender algunos aspectos de la organización de las células y cómo esta organización cambia de acuerdo a estímulos específicos. “Una de las líneas de trabajo más importantes de mi laboratorio –explica- es la de entender cómo funcionan los motores moleculares responsables del transporte de una gran variedad de compuestos celulares”.

La célula no es una sopa acuosa de organelas. Tiene una gran concentración de componentes, por lo que su interior -el citoplasma- es más parecido a la gelatina que al agua. “Si, por ejemplo, uno pusiera dentro de una gelatina unos granitos chiquitos de arena se quedarían en el lugar donde los pusimos, mientras que en el agua podrían difundir fácilmente”, grafica la investigadora. “Lo mismo pasa en la célula: compuestos relativamente grandes no se pueden desplazar de un lugar a otro por difusión. Entonces, la célula usa otros mecanismos de transporte: los motores moleculares. Estos motores son proteínas muy interesantes ya que, si uno les da energía suficiente, se mueven dando pasos de entre 8 y 36 nanómetros por el citoesqueleto”, agrega. El citoesqueleto está compuesto, entre otros filamentos, por microtúbulos y filamentos de una proteína llamada actina, que actúan como “autopistas”. Tantos los microtúbulos como los filamentos de actina son los “carriles” que utilizan los motores para moverse. Hay determinados motores que sólo caminan por microtúbulos mientras que otros lo hacen a lo largo de filamentos de actina.

Los motores moleculares se unen al compuesto que necesita ser transportado y lo llevan caminando de un lado a otro por los filamentos del citoesqueleto. “En nuestro laboratorio tratamos de entender cómo funcionan estos motores a nivel molecular. Estamos interesados en estudiar aspectos claves del mecanismo de transporte intracelular de moléculas pequeñas y partículas de mayor tamaño como las organelas, porque es esencial para el funcionamiento apropiado de las células”, sostiene Levi.

En los últimos años se produjeron grandes avances en las técnicas de microscopía orientadas a la detección y manipulación de moléculas únicas, que permitieron explorar distintos aspectos del mecanismo de transporte conducido por motores moleculares. Los científicos pudieron determinar que existen tres grandes familias de motores moleculares responsables del transporte de organelas en células: las proteínas kinesina, dineina y miosina. Las dos primeras se desplazan hacia los extremos positivo y negativo de los microtúbulos, respectivamente, y la última se traslada a través de los filamentos de actina. “Se pudo determinar que los motores que se desplazan a lo largo de microtúbulos lo hacen en pasos elementales de 8 nm, mientras que aquellos que se mueven unidos a filamentos de actina realizan pasos de 36 nm. Además, ciertos motores pueden realizan pasos consecutivos a lo largo de un filamento del citoesqueleto, recorriendo distancias mayores al micrómetro”, agrega Levi.

En el equipo de Levi confluyen investigadores y estudiantes con formación en química, física y biología. “Esta interdisciplina es clave para interpretar los datos experimentales y generar modelos que expliquen los procesos estudiados”, sostiene la investigadora.