[cerrar]

Comparta esta nota con un amigo

E-Mail de su amigo
Su nombre
Su E-Mail

–Usted es físico, pero su tema de investigación está muy vinculado con la biología.

–Efectivamente. Lo que me interesa, fundamentalmente, es tratar de entender a las células como computadoras. Las células son capaces de procesar la información que reciben del entorno y son capaces de integrar esa información para tomar decisiones (si moverse o no)...

–Pero las computadoras tienen respuestas discretas, y las células no.

–Por eso digo que son parecidas en la forma en que están construidas, aunque no son iguales. En vez de circuitos eléctricos tienen circuitos genéticos, en los cuales las proteínas son capaces de regular la producción de otras proteínas, decidir qué se produce y cuándo. Hay una organización temporal y espacial de qué proteínas hay que producir.

–¿Cómo decide qué proteínas fabricar en determinado momento?

–Hay distintas formas en las que se hace esto. Típicamente, una proteína puede unirse al ADN en el lugar donde está la información para transcribir la información de cierta otra proteína, y de esa forma la puede activar o reprimir.

–¿Y cómo sabe la proteína adónde tiene que ir?

–Bueno, la proteína tiene una forma y esa forma ha evolucionado para ser atraída por determinada fracción del ADN.

–¿Y cómo hacen para encontrar su fragmento? Porque el ADN es muy grande...

–Yo no trabajo sobre ese tema, pero le puedo decir que lo que se cree es que hay una búsqueda al azar en la que las proteínas flotan en el núcleo, y de vez en cuando se ligan al ADN y buscan localmente. Si no encuentran nada, se caen y siguen vagando por el núcleo.

–¿Y qué pasa si se bloquea el pedazo de ADN?

–No puede copiar el ADN para producir la proteína correspondiente a ese gen.

–Y usted, específicamente, ¿qué es lo que estudia?

–Uno de los aspectos que me interesa es el de cómo las células son capaces de procesar información y el otro es cómo pueden comunicarse entre ellas esa información en el interior de un tejido.

–Bueno, aventurémonos por esos caminos entonces. ¿Por dónde empezamos?

–Empecemos por lo que hicimos recientemente. Pensemos en dos células que se comunican localmente: una de las células (A) produce ciertas proteínas que van a la membrana de la célula y que se ligan a un receptor de la célula vecina (B). Ese evento dispara una señal en la célula vecina. Ahora: por más que las células están tocándose, hay un retardo en la comunicación. ¿Por qué? Porque la célula A tiene que producir las proteínas y transportarlas a la membrana, y eso lleva tiempo.

–Y la célula B tiene que activar su cadena...

–Exactamente. Lo que nos preguntamos nosotros es de qué forma eso afecta la dinámica del flujo de información en un tejido. El sistema experimental que usamos para hacer esta pregunta es un reloj biológico que existe durante la segmentación de los vertebrados. Nosotros somos vertebrados y, como tales, tenemos una estructura que va de la cabeza a la cola y está segmentada. Si usted mira el desarrollo de los vertebrados desde el embrión, esta segmentación ocurre secuencialmente. Los segmentos se forman de a uno, de la cabeza a la cola, en una forma periódica. Todo está controlado muy finamente por un reloj biológico que está en el tejido que no se segmentó todavía y que está formado por muchas células. Son muchas células, cada una de las cuales contiene un oscilador que produce oscilaciones en el número de ciertas proteínas...

–¿Un oscilador?

–Se lo llama oscilador genético. Lo que varía es la concentración de ciertas proteínas, la cantidad. Y estas proteínas cumplen una función reguladora, es decir que periódicamente se regula la actividad de las células. Quizá escuchó hablar de los relojes circadianos, que tienen un período de 24 horas.

–Sí...

–Bueno, esto es similar, pero con un período mucho más rápido, de 25 minutos.

–No es tan rápido.

–La cuestión es que el tipo de comunicación entre las células del que le estoy hablando es relativamente de la misma escala temporal que las oscilaciones. Debido a que las oscilaciones son relativamente rápidas y que la comunicación ocurre a partir de estas proteínas que hay que llevar a la membrana y todo lo que le conté, los tiempos son parecidos. Para que el reloj, que está formado por muchas células, funcione, todas tienen que oscilar al unísono. La comunicación cumple esta función: sincronizar las células. Las células les comunican a sus vecinas en qué etapa del ciclo están, y las vecinas tratan de adaptarse para oscilar al mismo ritmo: así se produce un ritmo macroscópico. O sea: todo el tejido está oscilando con la misma frecuencia, y esto es lo que permite que los segmentos se formen de manera periódica. Los segmentos son bloques de células que se van separando en tejidos. Lo que nosotros queríamos saber es cómo estos retardos temporales afectaban la dinámica de las oscilaciones.

–Bueno, ¿y qué descubrieron?

–Hay una forma bastante intuitiva de ver qué pasa. Imagínese que empezamos a aplaudir e intentamos sincronizarnos. Cerramos los ojos e intentamos sincronizarnos sólo por el sonido. En un lugar como este café, que es pequeño, la comunicación es instantánea. Ahora bien: imagínese que, en lugar de en La Orquídea, estuviéramos en un estadio, cada uno en una punta. A medida que nos vamos alejando el tiempo que tarda el sonido en viajar va a ir aumentando, y se va a producir un desfasaje entre el momento en que yo escucho mi propio aplauso y el momento en que escucho el suyo. Voy a tratar de ir más lento, por lo tanto, para equipararlos. Usted va a hacer lo mismo, y va a llegar un punto en que vamos a haber superado esa diferencia.

–Volvamos un poco atrás... No me quedó claro qué es lo que oscila.

–Es un grupo de proteínas.

–¿Y qué quiere decir que oscilan?

–Si usted mira dentro de la célula, oscila el número de proteínas. Este es uno de los temas más grandes que me interesa descubrir: qué principios fundamentales usan las células, independientemente de los genes y las proteínas particulares de un determinado organismo.

–¿Todas las células de cuerpo están comunicadas?

–Eso es mucho decir...

–Con un retraso pasmoso en todo caso, porque si hay 25 minutos entre célula y célula...

–Es que no es así, porque depende del tejido y, además, del sistema que la célula esté usando para comunicarse. Este sistema se llama “delta notch”, donde delta son las señales y notch, los receptores.

–¿Esto ocurre en la médula?

–En realidad, es un tejido que existe antes de que terminemos de desarrollarnos. Es la parte del embrión que está sin segmentar todavía; se va estirando y va dejando periódicamente atrás los segmentos. Cuando uno es adulto este reloj ya no existe en nosotros.

–Y dentro de eso, ¿qué es lo que usted quiere saber? ¿Qué es lo que ignora?

–Muchísimo. En este momento yo tomé al sistema como caballito de batalla, porque sirve para estudiar muchos aspectos de los cuales desconocemos el funcionamiento.

–¿Por ejemplo cuáles?

–En este tejido embrionario, las células no están quietas, sino que se mueven permanentemente, a la vez que se comunican. La cuestión es: si yo tengo una célula que se comunica con la de al lado, pero al mismo tiempo el entorno se mueve permanentemente, uno podría esperar que la comunicación se vea afectada y que se pierda la sincronización. La cuestión es que nosotros desarrollamos un modelo teórico y encontramos que es al revés: que ayuda a sincronizarse. La razón es que, al moverse, cada célula se comunica con más vecinas, por lo cual el rango de interacción es más grande. Ignoramos si esto sucede en el tejido embrionario que nosotros estudiamos. Mi hipótesis es que vamos a terminar observando esto, pero la verdad es que es muy complicado hacer observaciones de este tipo.

–Yo sigo sin entender a qué se refiere cuando habla de reloj biológico. ¿Es un conjunto de células?

–Y está bien que no lo entienda, porque yo lo doy por sobreentendido. Nosotros llamamos reloj al conjunto de células comunicadas. Las células individuales tienen osciladores, pero para nosotros no es correcto llamarlas relojes, porque individualmente son imprecisas.

–Y cuando todo está oscilando “bien”, ¿qué pasa?

–A medida que el tejido crece hay un frente que detiene las oscilaciones. Cada vez que se completa un ciclo, el frente se desplaza una distancia y ese bloque de células va a formar un nuevo segmento. Una vez que se formó el segmento, se detienen las oscilaciones, y se empiezan a formar las vértebras, los músculos asociados...

www.leonardomoledo.blogspot.com