Sesión científicaPremiosNobel 2013
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membrana en la célula, necesitamos conocer los genes que lo gobiernan. Y para
abordar este problema, utilizó un organismo cuya manipulación genética es
relativamente sencilla, como es la levadura cervecera o
Saccharomycescerevisiae
.
Randy Sheckman estudiómultitud demutantes de levadura en los que el sistema
de transporte era defectuoso. Utilizando técnicas de bioquímica y microscopía,
observó cómo en algunas cepas de levadura se producían “atascos” en el tráfico
intracelular, con loquedeterminados cargamentos no llegaba al lugar adecuado. A
continuación, empleando estrategias de genética clásica, clasificó las cepas
mutantes y aisló los genes cuyamutación producía los defectos de transporte. De
esta forma fuecapazdegenerarunmapaanatómicoy funcional, enel quedistintos
genes controlan pasos específicos en el transporte de membrana entre distintos
compartimentosenel interiorde lacélula. Estacartografíadiseñadasobre lacélula
de levadura es esencialmente la que se utiliza hoy en día para entender el
funcionamiento interno de células tan dispares como las neuronas o las células
secretorasde insulinaenel páncreas.
El trabajo de James Rothman consistió fundamentalmente en la disección
bioquímica del proceso de fusión de membrana. La liberación de moléculas al
exterior de la célula (como es el caso de los neurotransmisores en las neuronas o
lashormonas en las célulasde las glándulas endocrinas) requiereque las vesículas
que las contienen se fusionen con lamembrana exterior de la célula, produciendo
el volcado de su contenido. También para el transporte intracelular, distintas
vesículas tienen que fusionarse con otrasmembranas internas, para transferir su
contenido de un compartimento a otro. Este transporte es extremadamente
específico, para evitar la mezcla de cargamentos en los compartimentos
incorrectos yel caos intracelular. JamesRothmandescubrióuna seriedeproteínas
que se anclan específicamente endistintas vesículas o en la superficie de la célula,
y fuerzan la fusión de las membranas en los sitios adecuados. Para ello utilizó
células de mamífero, sobre las que empleó técnicas de fraccionamiento y
purificación de distintos compartimentos de membrana. De esta forma, por
primeravez, se identificaroncomponentesde lamaquinariamolecular que ejecuta
el transporte y la fusión de las membranas. Quizá uno de los resultados más
interesantes fue comprobar que algunas de las proteínas encontradas con estos
estudios bioquímicos con células demamífero eran lasmismas que se codificaban
por losgenesquehabíaencontradoRandySheckmanconsusestudiosen levadura.
Esta coincidencia revela y refuerza la conservaciónevolutivade estosmecanismos
como procesos fundamentales en el funcionamiento de todas las células
eucariotas. Precisamente el trabajo de Thomas Südhof está encaminado a entender
estosmecanismos enunade las célulasmás evolucionadas y especializadas que se
conocen, comoson lasneuronasenel cerebro. Aquí el procesoqueseestudió fue la
