Biologia Molecular Mexico

Breve Resumen

Este trabajo presenta un recurso masivo, estandarizado y de acceso abierto de imágenes de alta resolución de células de más de 200 especies de eucariotas microbianos (o protistas). Utilizando una técnica avanzada de microscopía, la Microscopía de Expansión de Ultraestructura (U-ExM), los investigadores lograron visualizar en 3D y con detalle sin precedentes la arquitectura celular interna. La investigación se centró en la diversidad del citoesqueleto, identificando estructuras basadas en la tubulina y la centrina. Este atlas de imágenes no solo proporciona una base para comprender la evolución y la diversidad fenotípica de las células eucariotas, sino que también permite asignar identidad molecular a ultraestructuras previamente observadas únicamente mediante microscopía electrónica (ME). La metodología también se demostró efectiva en muestras ambientales mixtas.

Detalle del Avance Científico

El estudio representa un avance significativo al aplicar la U-ExM de manera sistemática a una gran colección de organismos, superando las limitaciones de las técnicas de imagen convencionales para organismos a menudo pequeños y con paredes celulares protectoras.

• Metodología Innovadora (U-ExM): La técnica U-ExM (Microscopía de Expansión de Ultraestructura) permitió la expansión isotrópica de las muestras, logrando una resolución de superresolución con microscopios convencionales. Más del 70% de las especies se expandieron de manera robusta y se etiquetaron eficientemente.

• Recurso de Datos Abierto: Se creó un atlas de más de 200 especies, con más de 1600 volúmenes anotados, curados y puestos a disposición pública para facilitar análisis comparativos amplios.

• Diversidad del Citoesqueleto (Microtúbulos):
  • Se reveló una gran diversidad en la organización de los microtúbulos corticales (MT) entre los clados, observándose desde redes hasta matrices simples o múltiples.
  • En los dinoflagelados, como Gymnodinium impudicum y Protodinium sp., se observaron matrices de MT corticales más complejas con múltiples orientaciones, que varían en densidad y periodicidad.

• Se identificaron “carretes” de tubulina cerca del núcleo y en el polo posterior de dinoflagelados como Takayama helix.

• Se examinaron las modificaciones postraduccionales (PTMs) de la tubulina (glutamilación y glicilación) en flagelos y matrices corticales, lo que sugiere diferencias funcionales entre las distintas matrices de MT.

• Diversidad del Citoesqueleto (Centrina): Se exploró la complejidad de las redes basadas en centrina, una proteína antigua y definitoria en muchas especies que se localiza en los cuerpos basales y otras estructuras fibrosas.
• Ultraestructuras Celulares: La tinción pan-etiquetado con NHS-éster (para proteínas) permitió distinguir compartimentos sin membrana como nucleolos y pirenoides, facilitando comparaciones a gran escala de la morfología de orgánulos. Incluso se visualizaron los patrones de bandas distintivos de los cromosomas de dinoflagelados, anteriormente solo vistos por ME.
• Aplicación Ambiental: El enfoque U-ExM se aplicó con éxito a muestras ambientales mixtas, permitiendo la identificación y el estudio de especies en comunidades complejas, lo que es un paso crucial para la biología celular ambiental a resolución ultraestructural.

Referencia

Charting the landscape of cytoskeletal diversity in microbial eukaryotes  Felix Mikus, Armando Rubio Ramos, Hiral Shah, …, Virginie Hamel, Gautam Dey, Omaya Dudin. Cell 188, 1-19, 24 de diciembre de 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.09.027 ⁴⁴⁴⁴