Desvelada la organización del poro nuclear
Actualmente, se dispone de bastante información sobre la importancia de los NPC como guardianes del núcleo y los mecanismos implicados en el tráfico nuclear. Sin embargo, aún no se conocen en profundidad los mecanismos de su papel fundamental en la organización de la cromatina, la regulación génica y determinadas enfermedades como la leucemia; funciones que van más allá del simple transporte bidireccional. Comprender estos fenómenos requiere un conocimiento más preciso de las organización y la estructura de los NPC. Con el objetivo de abordar esta cuestión, se inició el proyecto financiado por la Unión Europea NPCCRYOET (A combined approach of cryo-electron tomography and protein tagging for elucidating the structural organization of the human nuclear pore complex). Los NPC están formados principalmente por múltiples copias de unas treinta proteínas diferentes denominadas nucleoporinas (Nups), organizadas como subcomplejos repetitivos del NPC. Hoy día se desconoce cómo se organizan estas proteínas para formar la matriz del NPC y dilucidar su estructura es un auténtico reto técnico. Los métodos actuales como las técnicas en dos dimensiones que emplean el marcado con inmuno-oro y la tomografía crioelectrónica (cryo-ET) no tienen una resolución adecuada para identificar el posicionamiento preciso de subcomplejos de Nup en la estructura tridimensional de los NPC. La cryo-ET permite la visualización de muestras biológicas congeladas hidratadas inalteradas por técnicas agresivas de preparación de muestras. Esta técnica ha proporcionado información de gran valor pero con una resolución a escala molecular, no a escala atómica. Los investigadores de NPCCRYOET mejoraron métodos de fraccionamiento subcelular y la crio-preparación de envoltura nucleares aisladas para la cryo-ET. Estos desarrollaron una técnicas de adquisición de imágenes de alto rendimiento y de promedio de subtomogramas para la localización de alta resolución de Nups y la visualización de la arquitectura molecular de NPC. Además de protocolos de silenciamiento genético para varias Nups, el equipo logró determinar la estructura del NPC humano y la localización del subcomplejo Nup214 en el NPC con una resolución aproximada de cuatro nanómetros. Posteriormente, los investigadores incorporaron la estructura aislada del subcomplejo Nup107 humano en el mapa del NPC humano, motivando el descubrimiento de que treinta y dos copias del subcomplejo Nup107 están ensambladas en dos anillos reticulados, uno en la cara citoplasmática y otro en la cara nuclear del NPC. Los innovadores resultados del proyecto NPCCRYOET sientan las bases para resolver un misterio que ha desafiado a la comunidad científica durante décadas. Estos abren nuevas vías para abordar cuestiones sobre el ensamblaje del NPC, el transporte nuclear y la organización estructural, cuestiones que tendrán un impacto profundo en la salud humana y en la terapia de enfermedades.
Palabras clave
Subcomplejo, tomografía crioelectrónica, marcaje de proteínas, complejo del poro nuclear, nucleoporinas