El diálogo de las células

Cada viernes a las 12:30pm tiene lugar en el Edificio Severo Ochoa del Campus de Rabanales de la Universidad de Córdoba un seminario impartido por un investigador externo dentro del programa anual de Seminarios interdepartamentales y del máster de Postgrado "Biotecnología Molecular, Celular y Genética".

Los científicos invitados son propuestos al comienzo de cada curso académico desde los distintos departamentos de la Facultad de Ciencias en base al prestigio, relevancia e interés de sus trabajos científicos.  Para los estudiantes de máster y doctorado y para el resto de investigadores en formación es una oportunidad estupenda de acercarse al trabajo realizado por investigadores de primera línea y de ampliar el campo de visión hacia las diferentes áreas del conocimiento científico en el área de la biología celular.

El viernes pasado el seminario estuvo impartido por el Prof. Miguel Ángel  Peñalva, investigador del Departamento de Biología Molecular y Celular del Centro de Investigaciones Biológicas (CIB, CSIC) de Madrid y coordinador de la Unidad de Genética Molecular de Aspergillus.

Aspergillus nidulans es un hongo que ha sido ampliamente utilizado como organismo modelo para el estudio de procesos biológicos fundamentales en células eucariotas como la reparación del ADN, la regulación del crecimiento celular o el transporte de moléculas a larga distancia dentro de las células. Sus células, denominadas hifas, tienen una estructura tubular alargada y crecen exclusivamente por extensión de uno de sus extremos.

El equipo científico del Prof. Peñalva ha centrado su investigación en dos aspectos fundamentales de la biología de este hongo: la transducción de señales, que es el proceso por el cual el hongo percibe las señales del medio ambiente externo y las convierte en señales intracelulares, y el tráfico de membranas. Hoy me voy a centrar en el primero de estos procesos biológicos: la transducción de señales.

O pinchar aquí para acceder al vídeo

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Microscopía de fluorescencia con células vivas de Aspergillus nidulans para estudiar la dinámica de localización de diferentes componentes celulares durante  la mitosis o división de los núcleos, marcados en verde en este vídeo. Se observa que el Golgi (una estructura celular esencial para la correcta distribución de las proteínas que la célula sintetiza), marcado en rojo, está presente durante toda la mitosis. Durante unos instantes, la señal verde difunde al resto de la hifa debido a que la proteína marcada con fluorescencia, llamada PacC-GFP, sale temporalmente del núcleo durante la división. Fuente: Pantazopoulou A y Peñalva MA (2009).

Aspergillus nidulansPantazopoulou A y Peñalva MA (2009).

No era la primera vez que escuchaba una comunicación científica de este investigador. Todo lo contrario, es algo habitual para alguien que trabaja en genética molecular de hongos encontrarle como ponente en las sesiones plenarias de congresos nacionales e internacionales dentro de esta disciplina.

Pero si era la primera vez que acudía a un seminario interdepartamental con la idea de poder después contar la historia en este blog a una audiencia no especializada. Y tengo que decir que en este caso el ponente me lo ha puesto fácil. El viernes pasado, los investigadores que acudimos a su seminario pudimos disfrutar no sólo con la ciencia que presentó sino con su forma de contarla.

Posiblemente el Prof. Peñalva sea un excelente comunicador nato pero sin duda su larga trayectoria científica y su experiencia le habrán ayudado a desarrollar estas grandes habilidades comunicativas que cautivan a su audiencia.

Como todo tipo de comunicación exitosa, la que establece el hongo con su medio externo es un proceso dinámico que precisa de una maquinaria celular especializada en  percibir las señales externas y convertirlas en una respuesta de crecimiento adaptada.

Un ejemplo muy claro de la relevancia de este proceso de comunicación es el caso de los hongos patógenos que causan enfermedades, en los que la correcta interpretación de las señales externas provenientes del huésped va a condicionar el éxito de la invasión. Así, los hongos patógenos han evolucionado para convertirse en grandes estrategas de la colonización.

Se cree que una de las señales que el hongo percibe durante el proceso de infección es el cambio del pH ambiental. En las últimas décadas, el grupo de investigación del Prof. Peñalva ha caracterizado la ruta molecular que transduce esta señal de cambio de pH en Aspergillus, la llamada ruta pal/RIM de señalización por pH ambiental.

Sin entrar en demasiados detalles moleculares, cuando el pH del medio externo aumenta, el hongo siente esta señal en su superficie, posiblemente a través de una proteína receptora llamada PalH que se encuentra en la membrana plasmática, cercana a la superficie. A continuación, el hongo recluta hasta el lugar en que se encuentra PalH a otras proteínas que ayudan a interpretar la señal y transmitirla al núcleo donde otras proteínas activarán los cambios genéticos necesarios para que tenga lugar una respuesta de crecimiento adaptada.

Lo interesante del trabajo presentado el viernes por el Prof. Peñalva es que entre esas proteínas reclutadas a la superficie se encuentran varios componentes de los llamados complejos ESCRT (pronunciado "escort"). Los complejos ESCRT tienen funciones vitales en la célula y hasta ahora los biólogos celulares los habían encontrado asociados únicamente con una estructura celular llamada endosoma.

El trabajo del grupo de Aspergillus supone un cambio de paradigma en tanto en cuanto aporta la primera evidencia de que los componentes de los complejos ESCRT realizan su función en la membrana plasmática y no unidos a endosomas durante el procesamiento de la señal de pH.

¿Cuál es la relevancia de un hallazgo así? Bueno, desde el punto de vista biológico las consecuencias son importantes no sólo por sus implicaciones para la comprensión de la patogénesis en hongos sino también para la interpretación del funcionamiento de estos complejos ESCRT y su papel en la transducción de señales en las células.

Pero me interesa también resaltar aquí otra idea, la del cambio de paradigma, al hilo de mi entrada anterior "Sobre el pensamiento crítico", en la que reflexionaba sobre el método científico.

El trabajo del grupo de Aspergillus es un ejemplo valioso de cómo el pensamiento crítico y el trabajo perseverante acaban por desmantelar un postulado asumido como dogmático por los investigadores. Si bien estos dogmas cumplen una función que contribuye al avance científico, pueden en ocasiones frenarlo si no se tiene la valentía de cuestionarlos ante la evidencia de que algo falla. Si tengo que elegir algo del seminario del viernes, me quedo con eso. Y me gusta pensar que así, al fin y al cabo, es como se hace buena ciencia.

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Mi agradecimiento a  Areti Pantazopoulou y Miguel Peñalva por facilitarme el vídeo que muestro. Para más información científica sobre este tema: Galindo et al. (2012) y Pantazopoulou y Peñalva (2009).

Nota a pie de blog:

Sigue siendo un honor para mí contar que el Prof. Miguel A. Peñalva formó parte del tribunal de mi tesis doctoral.

Envío un abrazo enorme a mi compañero y amigo Manu Sánchez que me consta sigue este blog y que ahora trabaja como investigador con Aspergilus bajo la dirección del Prof. Peñalva.

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29 de abril de 2013 - 11:26 h