Control de frontera en la membrana nuclear Unos científicos han creado un paradigma in vitro sin precedentes para estudiar los mecanismos de transporte de una sola molécula hacia dentro y fuera del núcleo. Ya puede aplicarse este conocimiento profundo de las estructuras para asignar funciones específicas. Salud © Thinkstock Los núcleos de las células eucariotas están rodeados de una membrana que delimita y protege el genoma. No obstante, la mayoría de las funciones celulares requieren del transporte de moléculas como las proteínas y el ARN a través de la membrana nuclear externa. Este transporte es regulado por los grandes complejos de poro nuclear (NPC), compuesto por unas treinta subunidades proteicas diferentes denominadas nucleoporinas o Nups. Las moléculas pequeñas, el agua y los iones circulan libremente por los poros, pero estos regulan el movimiento de otras moléculas más grandes a través de los receptores de transporte nuclear. La estructura y bioquímica de los NPC están relativamente bien definidas, pero este no es el caso de los mecanismos de transporte selectivo. Hasta ahora resultaba imposible la reconstrucción in vitro del poro, lo que impedía realizar mediciones y estudios funcionales detallados. El trabajo precursor de unos científicos financiados por la Unión Europea del proyecto «Biomimetic nanopore for a mechanistic study of the nuclear pore complex» (BIONANOPORE) cambió esta situación. Los investigadores diseñaron un NPC en estado sólido que puede unirse covalentemente a diferentes Nups para estudiar sus funciones y comparar las particularidades en el transporte de una sola molécula. La importina beta (Imp beta) es conocida en su función de receptor de la importación nuclear. Los científicos formularon un paradigma experimental que permitía monitorizar eléctricamente la translocación de Imp beta con una elevada resolución temporal. La sensibilidad del protocolo permitió cuantificar pequeñas diferencias entre las Nups. El NPC biomimético de BIONANOPORE transportó selectivamente la Imp beta, pero bloqueó el transporte de una proteína irrelevante, la seroalbúmina bovina, muy frecuente en los protocolos de cultivos celulares. Además, el paradigma permitió detectar pequeñas diferencias entre dos Nups. Ambas transportaban selectivamente a la Imp beta con similar frecuencia, pero la selectividad por la Imp beta de una de ellas era mayor. Esta observación se relaciona con la información encontrada anteriormente por el grupo de trabajo de que la nucleoproteína que parece menos selectiva forma un canal más abierto. Esto permite que otras moléculas similares se unan al poro y se transporten a través del mismo. Esta técnica experimental puntera de los investigadores de BIONANOPORE abre las puertas a efectuar estudios mecanísticos detallados de los NPC y de sus numerosas subunidades proteicas. La monitorización del transporte de una sola molécula y sus diferentes particularidades por la formación de enlaces covalentes entre diferentes Nups y los nanoporos biomiméticos permitirá acelerar el avance hacia nuevos descubrimientos. Comprender el mecanismo de estos NPC permitirá identificar las funciones que pueden desempeñar en el curso de las enfermedades y contribuir en el diseño de nuevos tratamientos dirigidos. Palabras clave Membrana nuclear, in vitro, transporte de una sola molécula, complejos de poros nucleares, nucleoporinas, biomimético, nanoporo biomimético, estudio mecanístico, estado sólido, Imp beta
