La división celular en musgos y animales es más similar de lo que se pensaba

Para que una nueva planta crezca a partir de una semilla, las células deben dividirse varias veces. Cada una de las células hijas puede asumir diferentes tareas y, a veces, variar en tamaño. El Prof. Dr. Ralf Reski y la Dra. Elena Kozgunova de la Universidad de Friburgo están investigando cómo las plantas determinan el plano de división celular en este proceso, conocido como mitosis, en un esfuerzo conjunto con el Prof. Dr. Gohta Goshima de la Universidad de Nagoya. . Trabajando con Physcomitrella, una planta de musgo, ahora han identificado cómo se localiza el aparato mitótico en la célula vegetal: «Usando células de musgo pudimos observar un proceso inesperado que es importante para la posición del sitio de división celular en las plantas. El podría ser mucho más similar a la división de células animales de lo que se pensaba», comenta Reski del grupo de excelencia CIBSS sobre los resultados del estudio, que ha aparecido en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

Cuando las células se dividen, los microtúbulos, una red dinámica de filamentos de proteínas, forman un huso mitótico que separa los cromosomas y los organiza en dos células hijas. Aquí, las plantas y los animales difieren: una vez que se forma el huso, permanece en el mismo lugar en las células vegetales. En las células animales, el huso se mueve durante la división celular. Las células se dividen donde llega a descansar. Lo inusual de las células de musgo es que en el proceso de mitosis no forman un cinturón de microtúbulos y filamentos de actina, ambos elementos del citoesqueleto. Hasta ahora se pensaba que esta «banda preprofase» (PPB) determina dónde se forman los husos y dónde se localizan en las plantas. «Pero, ¿por qué el huso mitótico está estático en las células de musgo como en otras plantas a pesar de que no hay una banda de preprofase?» se preguntó Kozgunova, autor principal del estudio y titular de una beca de investigación Humboldt-Bayer en el laboratorio de Reski.

Husillos móviles previamente desconocidos en plantas

Para resolver este rompecabezas, el equipo profundizó en la caja de trucos de la biología molecular: modificaron las plantas de musgo de tierra (Physcomitrella) y eliminaron cinco genes. Los investigadores sabían que se asemejan al gen animal de una molécula importante en la mitosis: la proteína TPX2 participa en el ensamblaje del huso mitótico en los animales.

Bajo el microscopio, los investigadores observaron mitosis en plantas de musgo sin los genes TPX2. Se sorprendieron al descubrir que en estas células los husos ahora se movían durante la división celular en brotes frondosos conocidos como gametóforos. «Nunca antes se había documentado el movimiento del huso en células vegetales», explica Kozgunova. Tales células se dividieron de manera irregular y, a medida que la planta se desarrolló, provocó malformaciones.

Tira y afloja en el citoesqueleto

Los investigadores ahora procedieron a influir en el esqueleto de actina de las células y demostraron que los filamentos de actina mueven el huso mitótico: «Es una especie de tira y afloja entre los microtúbulos y la actina que posiciona el huso mitótico en la célula. Parece ser similar a los procesos en las células animales», informa Reski. Asimismo, los filamentos de actina son importantes para el transporte del huso en las células animales. Estos hallazgos están ayudando a los investigadores a identificar qué señales determinan el destino de las células a medida que se desarrollan. Esperan que esto mejore la comprensión del crecimiento de las plantas y, finalmente, nuestra capacidad para influir en él.