Identificación y caracterización de factores que controlan la distribución diferencial de los centros organizadores de microtúbulos en las divisiones celulares asimétricas

El establecimiento de asimetría durante la división celular es esencial para la proliferación de muchos microorganismos y el desarrollo y morfogénesis tisular en animales y plantas. De los múltiples ejemplos de divisiones celulares asimétricas descritos en la naturaleza, quizás el de la levadura de gemación Saccharomyces cerevisiae y el de las células madre de animales sean los más representativos, respectivamente, entre los organismos unicelulares y pluricelulares. Un fenómeno extremadamente interesante relacionado con las divisiones asimétricas, descubierto inicialmente en S. cerevisiae y que luego se ha demostrado que está conservado evolutivamente y que puede observarse también durante la división de distintas células madre de múltiples organismos desde Drosophila hasta humanos, es la distribución no aleatoria de los centros organizadores de microtúbulos (MTOCs) que orquestan la formación del huso mitótico. Específicamente, en el caso de S. cerevisiae, tras la duplicación inicial del único MTOC que porta originalmente la célula poco después de iniciar su división, el MTOC preexistente siempre es heredado por la célula hija, mientras que el nuevamente generado es retenido por la célula madre. Usando una estirpe generada en nuestro laboratorio y que muestra un patrón de herencia constitutivamente invertido de los MTOCs del huso, hemos demostrado recientemente que la herencia asimétrica de estas estructuras es esencial para mantener el potencial replicativo de las células de S. cerevisiae (Nature Cell Biology (2019). 21(8): 952-965), al permitir la distribución diferencial de moléculas y orgánulos celulares dañados entre la célula madre y la célula hija durante la división asimétrica de este organismo. Este estudio abre la puerta al conocimiento de nuevos mecanismos que podrían conducir al envejecimiento prematuro de las células madre y, por tanto, estar relacionados con el desarrollo de enfermedades relacionadas con la edad como el cáncer o procesos neurodegenerativos. El trabajo de investigación a desarrollar por el estudiante se centrará en elucidar los mecanismos por los que se establece la asimetría en la distribución de los MTOCs del huso mitótico y en profundizar sobre las causas por las que los problemas en su herencia diferencial determinan un envejecimiento celular prematuro