Para estudiar la formación de patrones, los investigadores utilizaron un método llamado marco de flujo de paisaje, que puede extenderse a otros sistemas de patrones espaciales, incluidos el desarrollo de embriones, las formaciones de las plantas y la turbulencia.
Los patrones se forman en sistemas biológicos y físicos a través de las escalas, que van desde celulares hasta macroscópicas. En las bacterias, el sistema min Min es esencial para regular la división celular y garantizar resultados simétricos. Las proteínas MIN son patrones de autoorganización que guían a las proteínas FTSZ: proteínas que se asemejan a un anillo donde la división celular ocurrirá en el medio de la célula.
Debido al papel central de las proteínas MIN, Wu et al. Estudió los mecanismos subyacentes que guían la formación, la estabilización y el cambio de sus patrones espaciales para obtener una mejor perspectiva sobre la división celular y los patrones espaciales celulares. Utilizaron un marco de flujo de paisaje, un método para controlar sistemas no balanceados para estudiar sus posibles atracciones y flujo. Consideraron tres procesos: la difusión de moléculas de proteínas, su fijación y desprendimiento espontáneo y los procesos cooperativos entre ellas.
Con cambios en la longitud de la célula o el desapego, los investigadores encontraron que el sistema de proteínas MIN cambia entre diferentes estados estables, lo que le permite regular el posicionamiento del anillo FTSZ. Si las longitudes o lagos de desprendimiento de la célula están mucho más allá del rango normal, las proteínas MIN no pueden reorganizar de manera eficiente sus patrones espaciales, lo que puede poner en peligro la precisión de la división celular.
«Sorprendentemente, la predicción funciona tan bien que nuestro trabajo tiene posibles aplicaciones, como la detección de señales de alerta temprana para la división celular», dijo el autor Jin Wang.
Planean expandir sus estudios a otros patrones de espacio biológico, como el ciclo celular y el desarrollo embrionario. Además, esperan ir más allá de los sistemas biológicos y usar el marco de flujo de paisaje para analizar el patrón ecológico, como la vegetación y las formaciones de animales y el patrón físico, como la turbulencia.
Fuente: «Paisaje espacial y flujo para explorar la formación de patrones de proteínas en bacterias en forma de varilla», por Dingge Wu, Jie Su y Jin Wang, Revista de física química (2025). Se puede acceder desde el artículo hasta https://doi.org/10.1063/5.0284776 .
