En un giro sorprendente del entendimiento clásico de la biología celular, un reciente estudio publicado en la prestigiosa revista Nature ha comenzado a desafiar las ideas tradicionales que rodean la división celular. El modelo ampliamente aceptado hasta ahora sostiene que una célula se divide gracias a un anillo contráctil de actina y miosina, que se forma en su centro y se cierra como un lazo, creando dos mitades simétricas de contenido celular. Sin embargo, la investigación del equipo liderado por Jan Brugués ha revelado que, especialmente en las primeras etapas del desarrollo de ciertos organismos, este proceso puede ser notablemente diferente. En lugar de depender de un anillo que se cierre por completo, el estudio encontró que las células más grandes y ricas en vitelo, como las del pez cebra, implementan un mecanismo que se basa en estructuras del citoesqueleto y cambios físicos temporales dentro de la célula.
Uno de los aspectos más intrigantes del nuevo estudio es cómo las situaciones geométricamente complejas pueden influir en la división celular. En especies con embriones de gran tamaño, tales como reptiles y aves, las células iniciales son excepcionalmente grandes, lo que presenta un reto para el cierre completo del anillo contráctil. Los investigadores, al usar embriones de pez cebra como modelo, ejecutaron experimentos utilizando láseres de alta precisión para cortar el anillo de actina durante su formación. Los resultados fueron sorprendentes: el anillo siguió contrayéndose hacia el centro incluso después del corte, lo que indicaba que su capacidad de contracción no dependía solo de sus extremos, sugiriendo la existencia de anclajes a lo largo de toda su longitud.
A medida que los investigadores indagaban en los componentes que proporcionaban estos anclajes, se dirigieron a los microtúbulos, que son partes fundamentales del citoesqueleto celular. En sus experimentos, los científicos desestabilizaron los microtúbulos justo después de que el anillo contráctil se formara, observando que esto provocó el colapso completo del anillo y la incapacidad de la célula para dividirse. Este hallazgo sugiere que los microtúbulos no solo juegan un papel crucial en la localización del plano de división, sino que también son vitales para mantener la estabilidad mecánica del anillo de actina durante el proceso de división celular.
Un elemento esencial revelado por este estudio es la variabilidad en la rigidez del citoplasma en función del ciclo celular. Durante la interfase, el citoplasma se comporta como un sólido gracias a la red formada por los microtúbulos, lo que permite la estabilización del anillo de actina. Sin embargo, durante la mitosis, esta red se descompone, lo que provoca un aumento en la fluidez del citoplasma. Este cambio es crucial porque permite que el anillo de actina avance y complete la división, aunque también puede debilitar su anclaje. Así, los investigadores deberan afrontar la paradoja del equilibrio entre rigidez y fluidez en el contexto de la división celular.
Finalmente, los autores del estudio proponen un modelo innovador que funciona como un ‘trinquete mecánico’ al describir cómo las células logran dividirse sin requerir estructuras completamente cerradas. Este enfoque no solo explica los mecanismos detrás de la división de células embrionarias de gran tamaño, sino que también podría ofrecer nuevas perspectivas sobre la evolución de la citocinesis. Al mostrar que la división celular se puede basar en propiedades físicas del citoplasma y no únicamente en estructuras definidas, este trabajo promete cambiar la manera en que se enseñan y se comprenden los procesos de división celular en el ámbito académico, con implicaciones potenciales en la biología del desarrollo y la investigación de patologías celulares.