Estudiante

Biología celular emergente del mar:
El descubrimiento de Ciclinas


Desde las primeras divisiones de la célula después de la fertilización a las aberrantes divisiones que ocurren en cánceres, los biólogos han estado interesados en el ciclo de vida de la célula. La vida de una célula en división ha sido dividida en etapas conocidas colectivamente como ciclo celular. Mientras que estudiaban eldesarrollo temprano en invertebrados marinos a principios de 1980, Joan Ruderman y Tim Hunt descubrieron los ciclinas, los cuales son importantes reguladores del ciclo celular.


Antecedentes

La pregunta de cómo un organismo se desarrolla desde un huevo fertilizado continúa conduciendo a un gran cuerpo de la investigación científica. Considerando que tal investigación era clásica de lapreocupación de lo embriologistas, el desarrollo del entendimiento de la expresión de genes en 1980 trajo nuevos acercamientos para contestar esta pregunta. Uno de los acercamientos fue examinar el patrón de expresión de genes en ambos, el ovocito y el huevo nuevamente fertilizado. Ruderman y Hunt estaban entre los biólogos que llevaron este acercamiento al estudio del desarrollo temprano.
Losbiólogos tenían bien caracterizado el desarrollo temprano de un número de sistemas de invertebrados marinos. Durante los primeros tiempos del desarrollo, las células embrionarias crecen sincrónicamente, lo cual permitió que una población entera de células fueran estudiadas en la misma etapa del ciclo celular. Los investigadores habían establecido que una gran porción de mRNA en el ovocito no fertilizadono está traducido. Sobre la fertilización, este mRNA materno es rápidamente traducido. Los estudios anteriores habían demostrado que cuando los huevos fertilizados son tratados con drogas que inhiben la síntesis de proteína, la división celular podría no ocurrir. Esto sugirió que la explosión inicial de la síntesis de proteína del mRNA materno se requiere en las primeras etapas del desarrollo.Ruderman y Hunt, mientras enseñaban un curso de fisiología en el Laboratorio de Biología Marina, comenzaron una serie de experimentos diseñados para descubrir los genes que fueron expresados a este punto así como el mecanismo por el cual esta explosión de la síntesis de proteína era controlada.


El experimento

En un proyecto de colaboración, Ruderman y Hunt observaron la regulación de laexpresión de genes en el huevo fertilizado de almeja de espícula solidísima. Considerando que era sabido que la síntesis de proteína aumenta rápidamente en la fertilización, ellos quisieron descubrir si las proteínas expresadas en las primeras etapas del desarrollo, en el embriones de dos células, era diferente a las expresadas en el huevo no fertilizado. Cuando cualquiera de los ovocitos o losembriones de dos células de almeja son tratados con aminoácidos marcados radioactivamente, la célula toma el aminoácido, el cual se incorpora posteriormente en las proteínas nuevamente sintetizadas. Usando esta técnica, Ruderman y Hunt monitorearon el patrón de la síntesis de proteína abriendo las células, separando las proteínas usando electroforesis de gel SDS-poliacrilamida (SDS-PAGE), luegovisualizando las proteínas marcadas radioactivamente por autoradiografía. Cuando compararon el patrón de síntesis de proteína en el ovocito con el embrión de dos células, ellos vieron que tres diferentes proteínas que no fueron expresadas o fueron expresadas a un nivel extremadamente bajo en el ovocito fueron altamente expresadas en el embrión. En un estudio subsecuente, Ruderman examinó el patrón de laexpresión de proteína en los ovocitos de las estrellas de mar Asterias forbesi cuando maduran. Ella observó otra vez la expresión de tres proteínas de tamaño similar a los que ella y Hunt habían visto en los embriones de almeja.
Pronto, en un tercer estudio, Hunt examinó los cambios en la expresión de proteínas durante la maduración yfertilización de ovocitos de erizos de mar. Esta vez él...