AsianScientist (20 de marzo de 2026) – Para las células espermáticas, la capacidad de nadar es primordial. La larga cola en forma de látigo, conocida como flagelo, genera la propulsión necesaria para alcanzar y fertilizar un óvulo. Pero antes de que la cola pueda formarse, un par de diminutos cilindros proteicos dentro de las células espermáticas en desarrollo, conocidos como centriolos, deben transformarse en estructuras especializadas que soportan la cola en movimiento.
Esta transformación se ha reconocido durante décadas, pero dos preguntas permanecían sin resolver: cuál de los dos centriolos se convierte en cuál y qué maquinaria molecular impulsa el proceso. Ambas preguntas han sido respondidas ahora por un equipo del RIKEN Centre for Biosystems Dynamics Research (BDR) en Japón, liderado por Hiroki Shibuya, cuyos hallazgos aparecen en Science Advances.
Durante la espermatogénesis, dos centriolos canónicos presentes en las células germinales tempranas adoptan gradualmente identidades distintas. Uno se convierte en el centriolo distal (CD), que anclará el flagelo emergente, mientras que el otro se convierte en el centriolo proximal (CP), que se une al núcleo del espermatozoide. Los investigadores descubrieron que la transición implica una reorganización en la relación espacial entre las dos estructuras, un proceso que describen como un cambio de geometría.
“Si bien las causas de la infertilidad femenina han sido estudiadas extensamente”, dijo Shibuya, director del Laboratorio de Gametogénesis del RIKEN BDR, “los mecanismos subyacentes a la infertilidad masculina, que se sabe que representan aproximadamente la mitad de todos los casos de infertilidad, siguen siendo poco comprendidos”.
Utilizando microscopía de expansión de ultraestructura adaptada para células germinales de ratón, el equipo pudo visualizar cómo se desarrolla la transformación a medida que los espermatozoides se desarrollan. La técnica incrusta las células en un gel hinchable que se expande varias veces su tamaño original, ampliando las estructuras celulares al tiempo que preserva su disposición espacial. Esto permitió que los marcadores fluorescentes revelaran componentes moleculares que de otro modo permanecerían ocultos.
A medida que las células germinales progresaban a través de la meiosis y entraban en la etapa de espermátida, los investigadores observaron dos cambios moleculares concurrentes. En las puntas distales de ambos centriolos, las proteínas, incluidas SFI1 y el grupo de centrina localizada en la punta, fueron eliminadas. Al mismo tiempo, un grupo distinto de centrina, junto con un socio de unión llamado POC5, se estaba acumulando en el andamio interno del CD. Esta red proteica recorre el interior del centriolo, formando la estructura de soporte del CD durante el ensamblaje del flagelo.
Para probar la importancia del andamio, el equipo utilizó la edición genética CRISPR para generar ratones que carecían del gen Poc5. Los ratones crecieron sanos y viables, y las hembras permanecieron fértiles, aunque los machos no produjeron espermatozoides viables. Sin POC5, el andamio interno no se formó correctamente, lo que provocó que el CD se dividiera o se desintegrara antes de que el flagelo pudiera ensamblarse, dejando a los espermatozoides incapaces de nadar.
La función de los centriolos en las células corporales normales no se vio afectada por la eliminación. Este hallazgo, por lo tanto, enfatiza el andamio interno de centrina-POC5 como un elemento estructural específico del espermatozoide que es prescindible para el desarrollo normal, pero crucial para la reproducción.
El equipo atribuye esta especificidad a una característica estructural inusual del CD, que, a diferencia de otros tipos de centriolos, parece carecer de conectores A-C, los conectores laterales que normalmente ayudan a mantener la pared triple de microtúbulos. En su ausencia, el andamio interno puede servir como la estructura portante primaria durante el ensamblaje del flagelo, lo que explicaría por qué su pérdida es catastrófica en los espermatozoides, pero insignificante en otros lugares.
“Nuestro protocolo de microscopía de expansión modificado se puede extender a otros análisis, incluidos los espermatozoides humanos, abriendo nuevas posibilidades para investigar anomalías estructurales finas que contribuyen a la infertilidad masculina”, dijo Shibuya. “A largo plazo, esto podría conducir a nuevos enfoques diagnósticos y terapéuticos en la medicina reproductiva”.
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Fuente: RIKEN; Imagen: mdsultanahmad95/Freepik
Este artículo se puede encontrar en: Centrin-POC5 inner scaffold provides distal centriole integrity for sperm flagellar assembly
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