Las proteínas sustentan muchas de las funciones celulares: forman parte de la cascada de transducción de señales que comienza con la activación de un receptor, son las responsables de la relación de la célula con su medio o de la célula con otra célula vecina, dan forma a la célula constituyendo el citoesqueleto, etc. Pero estamos acostumbrados a que una proteína tenga una sola función o, al menos, que si tiene varias funciones éstas formen parte de un mismo tipo (o son factores de transcripción que activan muchos genes o son proteínas que participan en distintas cascadas de transducción de señales iniciadas por distintos factores de crecimiento, etc). Pero esto no siempre es así.
La
b-catenina es una proteína que interviene en dos procesos totalmente distintos: es una proteína estructural que forma parte de las uniones entre células epiteliales vecinas. La b-catenina se une a la a y g-catenina, que a su vez se unen al citoesqueleto de actina de la célula y, además, nuestra proteína conecta con cadherinas transmembranarias que se relacionan con cadherinas de células vecinas, constituyendo así un fuerte ensamblaje que conecta las células entre sí. Pero también la b-catenina puede actuar fuera del complejo de los contactos focales activando factores de transcripción y provocando la activación de genes. La b-catenina, como todas las proteínas, está sometida a una cinética de síntesis y degradación y, por tanto, también se encuentra normalmente en estado estacionario. Cuando la velocidad de síntesis es mayor que la de degradación tenemos una disponibilidad de b-catenina citoplasmática que no está unida a la actina. Esta b-catenina citoplasmática se une a dos factores de transcripción (los llamados TCF y LEF) que resultan activados, translocan al núcleo y determinan así la transcripción de una serie de genes específicos (ciclinas, etc.). La degradación de la b-catenina queda determinada por su fosforilación y es la maquinaria de fosforilación la que la célula utiliza para regular este proceso.
Hasta hoy se creía que los complejos de unión constituían una característica exclusiva de los metazoos. La presencia de estos complejos podía pues considerarse como una sinapomorfía del Reino Animal, pero esto parece que no es así. Se ha descubierto que Dictyostelium discoideum presenta una proteína, aardvark, que es muy similar a la
b-catenina, ya que comparte sus mismas funciones y se parece estructuralmente a ella [Grimson et al, Nature 408:727-731 (2000)].Dictyostelium discoideum es un organismo unicelular ameboide que en condiciones limitantes forma un cuerpo fructífero. Este cuerpo es una estructura pluricelular que está formada por un tallo que se estrecha en su parte apical mediante un anillo de actina que lleva unida la proteína aardvark. La función de este cuerpo fructífero es la dispersión de esporas, pequeñas esferas que germinan cuando las condiciones del medio lo permiten. Pues bien, aardvark forma parte de las uniones intercelulares del anillo apical de este cuerpo fructífero uniendo los citoesqueletos de las células que lo componen y se sabe que esta misma proteína inicia la cascada que termina por transcribir los genes necesarios para la diferenciación de células madre en esporas.
Pero, ¿qué importancia puede tener esto?. Hasta hoy se creía que los complejos de unión eran estructuras que se habían desarrollado con la adquisición de la pluricelularidad, que la
b-catenina debía haber aparecido más o menos hacia el origen de los metazoos y no se tenían pistas de cómo se podrían haber seleccionado este tipo de uniones celulares. Pues bien, el caso de Dictyostelium discoideum nos permite aventurar cómo pudo ocurrir la transición hacia la pluricelularidad, aprovechando moléculas implicadas en la adquisición temporal de uniones entre organismos unicelulares. Como vemos, la b-catenina y su pariente aardvark son un claro ejemplo de lo que llamamos bricolaje evolutivo.Gerardo Atencia Ávila es Licenciado en Biología y contratado con cargo a un Proyecto FEDER en el Departamento de Biología Animal de la Universidad de Málaga.