La katanina en los cilios
Los cilios son protusiones celulares altamente conservadas a lo largo de la evolución formadas por microtúbulos. Hay dos tipos de cilios: cilios móviles y cilios inmóviles o primarios, que sirven como orgánulos sensoriales. En los seres humanos, los cilios primarios se encuentran en casi todas las células del cuerpo. El esqueleto de microtúbulos de los cilios se compone de nueve dobletes de microtúbulos periféricos. Los cilios móviles constan de dos microtúbulos centrales adicionales, el conocido como par central (PC). Observaciones anteriores indicaron que la falta o mutación de la proteína katanina p60, que corta los microtúbulos o su subunidad reguladora, p80, conlleva la formación de cilios que carecen de microtúbulos PC. Con el fin de estudiar el papel de la proteína de corte de microtúbulos, katanina, y las modificaciones post-traduccionales de la tubulina en el ensamblaje de los microtúbulos del PC, se inició el proyecto financiado por la Unión Europea CP ASSEMBLY IN CILIA (Role of the tubulin posttranslational modifications and microtubule severing protein, katanin in the cilia central pair assembly). Los investigadores analizaron las subunidades p60 y p80 de katanina en células de Tetrahymena thermophila, una especie de protozoo ciliado, y descubrieron que los mecanismos moleculares que regulan los niveles y la actividad de la katanina están conservados a lo largo de la evolución. Un análisis detallado de los dominios proteicos en las subunidades de katanina reveló que el fragmento N terminal de KAT1p, un ortólogo de la subunidad p60 de la katanina, es suficiente para propiciar la unión con los microtúbulos y que está asociación se ve favorecida si se expresan ambas subunidades de katanina. La sobreexpresión prolongada de KAT3p, un ortólogo de la subunidad p80 de la katanina en T. thermophila, resulta en una inhibición de la citocinesis, motivando la formación de células multinucleadas aberrantes parecidas a las observadas en células de T. thermophila deficientes para KAT1 (KAT1-KO). Es más, los sobreexpresión de un solo fragmento de KAT3p que contiene motivos WD40 es suficiente para originar una fenocopia de T. thermophila KAT1-KO. El ensayo in vitro reveló que los microtúbulos de células que sobreexpresan la tubulina acetil-transferasa alfa se fragmentaban ligeramente más rápido que las células de tipo silvestre. La mayor tasa de acetilación de tubulina no afectaba a la localización de la katanina. Sin embargo, en células con microtúbulos hiperglutametilados, el ortólogo KAT1p de la subunidad p60 de la katanina no estaba presente en cilios y cuerpos basales ciliares, mientras que la localización del ortólogo KAT3p de la subunidad p80 de la katanina no estaba afectada. Los investigadores también descubrieron que el nivel de subunidades de katanina en células de T. thermophila está regulado por la degradación de proteínas dependiente de 26S. Asimismo, los investigadores estudiaron el papel de KATNAL2, homólogo de la subunidad p60 de la katanina, y descubrieron que el ortólogo KAT2p de KATNAL2 es una proteína ciliar que co-localiza principalmente con microtúbulos periféricos pero también con microtúbulos centrales en células de T. thermophila. Estos estudios básicos pusieron de manifiesto la importancia de la katanina para la correcta unión y función de los cilios. Es más, los resultados del proyecto CP ASSEMBLY IN CILIA ayudaron a los investigadores a comprender mejor la base de algunos síndromes y enfermedades relacionados con los cilios.
Palabras clave
Cilios, microtúbulos, trastornos genéticos, katanina, CP ASSEMBLY IN CILIA