Los científicos de la EPFL, en colaboración con investigadores del EMBL Heidelberg, han descubierto que un grupo de protistas marinos (organismos eucariotas) estrechamente relacionados con los animales utilizan mitosis abierta o cerrada según las etapas de su ciclo de vida, lo que sugiere que la forma en que las células animales realizan la división celular evolucionó hace mucho tiempo. ante los propios animales.
La división celular es fundamental para la vida, ya que permite el crecimiento, la reproducción y la supervivencia en todos los organismos, desde bacterias unicelulares hasta animales multicelulares complejos. Si bien los animales y los hongos comparten una ascendencia eucariota común, sus mecanismos de división celular, particularmente la mitosis, han divergido significativamente, lo que plantea preguntas evolutivas intrigantes.
Los animales suelen sufrir una mitosis abierta, donde la envoltura nuclear se desmonta durante la división celular, mientras que los hongos exhiben una mitosis cerrada, manteniendo una envoltura nuclear intacta. Las razones evolutivas detrás de estas estrategias divergentes siguen en gran medida inexploradas, lo que la convierte en un área de investigación convincente para los científicos que buscan comprender los principios biológicos subyacentes.
En un nuevo estudio, el grupo de Omaya Dudin en EPFL, el equipo de Gautam Dey y Yannick Schwab en EMBL Heidelberg investigaron este fenómeno en las ictiosporas, un grupo de protistas marinos que están estrechamente relacionados tanto con animales como con hongos (un protista es un organismo eucariota que se no es un animal, planta terrestre u hongo). Dudin es un experto en los ciclos de vida de las ictiosporeas, mientras que la investigación de Dey se centra en los orígenes evolutivos de la organización nuclear y la división celular.
Los científicos se centraron en dos especies de Ichthyosporea: Sphaeroforma arctica y Chromosphaera perkinsii. La investigación combinó genómica comparada y técnicas de imagen avanzadas, como la microscopía de expansión y la microscopía electrónica de volumen, para examinar cómo los ciclos de vida de estas especies influyeron en sus modos de división celular. Se observó que S. arctica experimentaba una mitosis cerrada, similar a la de los hongos, mientras que C. perkinsii realizaba una mitosis abierta, similar a la de las células animales.
“Al estudiar la diversidad entre organismos y reconstruir cómo evolucionaron las cosas, podemos comenzar a preguntar si existen reglas universales que subyacen a cómo funcionan estos procesos biológicos fundamentales”, dice Dey.
El estudio encontró un vínculo claro entre las etapas del ciclo de vida de Ichthyosporea y sus estrategias mitóticas. Las especies con etapas multinucleadas, donde las células contienen múltiples núcleos, tendían a sufrir una mitosis cerrada. Por el contrario, las especies con etapas predominantemente mononucleadas (núcleo único por célula) utilizaron mitosis abierta. Esta correlación sugiere que el camino evolutivo de la división celular en animales y hongos puede haber sido moldeado por las necesidades de sus respectivos ciclos de vida.
“El desarrollo de las ictiosporas muestra una diversidad notable”, afirma Dudin. “Por un lado, varias especies exhiben patrones de desarrollo similares a los de los primeros embriones de insectos, con etapas multinucleadas y celularización sincronizada. Por otro lado, C. perkinsii sufre división, ruptura de simetría y forma colonias multicelulares con distintos tipos de células, similares a la ‘visión canónica’ de embriones animales tempranos. Esta diversidad no sólo ayuda a comprender el camino hacia los animales, sino que también ofrece una oportunidad fascinante para la embriología comparada fuera de los animales, lo cual es, en sí mismo, muy emocionante”.
Los hallazgos sugieren que la forma en que se dividen las células animales podría haber evolucionado mucho antes de la aparición de los propios animales. Mientras tanto, el modo de mitosis parece estar estrechamente relacionado con el ciclo de vida del organismo, lo que abre nuevas perspectivas sobre la evolución de los mecanismos de división celular en eucariotas.
Otros contribuyentes
- Instalación central de microscopía electrónica EMBL
- Instituto Ruđer Bošković (RBI)
- Universidad de Groninga
2024-05-27 05:08:00
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