Microtúbulos en las arqueas de Asgard

Área de la Ciencia:

• Biología celular
• Biología evolutiva
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• Los microtúbulos son estructuras eucariotas cruciales formadas por heterodímeros de α/β-tubulina.
• Los homólogos de la tubulina en las arqueas y las bacterias generalmente forman estructuras no tubulares.
• El origen evolutivo del ensamblaje de microtúbulos sigue siendo en gran medida desconocido.

Objetivo del estudio:

• Investigar el origen de las tubulinas formadoras de microtúbulos.
• Para caracterizar los homólogos de la tubulina en las arqueas de Asgard, los parientes más cercanos conocidos de los eucariotas.
• Para aclarar los mecanismos de ensamblaje de las tubulinas arqueal.

Principales métodos:

• Análisis proteómico del Candidatus Lokiarchaeum ossiferum.
• Microscopía criolectrónica (Cryo-EM) para la determinación estructural.
• Pruebas de polimerización in vitro.
• Crio-tomografía y microscopía de expansión para visualización celular.

Principales resultados:

• Descubrimiento de las tubulinas de Asgard (AtubA / B) en las arqueas de Asgard, estrechamente relacionadas con las tubulinas eucariotas.
• AtubA/B forma heterodímeros similares a los de los eucariotas que se ensamblan en microtúbulos de 5 protofilamentos in vitro.
• Un parálogo, AtubB2, que carece de un sitio de unión de nucleótidos, forma microtúbulos no canónicos de 7 protofilamentos con AtubA / B.
• In situ, AtubA/B forma conjuntos citoesqueléticos y estructuras tubulares dentro de Ca. Las células del Lokiarchaeum ossiferum.

Conclusiones:

• La formación de microtúbulos es anterior a la aparición de los eucariotas, originados en el linaje arqueal.
• Las arqueas de Asgard poseen tubulinas funcionales formadoras de microtúbulos con propiedades de ensamblaje conservadas y divergentes.
• Este descubrimiento proporciona información sobre los principios fundamentales de la evolución y el ensamblaje de los microtúbulos.