Estudio de la glucólisis en la cilia primaria en Caenorhabditis elegans

Abstract

El ATP se produce principalmente mediante fosforilación oxidativa. Sin embargo, en tejidos con alta demanda energética, la glucólisis puede predominar incluso en presencia de oxígeno, fenómeno conocido como efecto Warburg. En las sinapsis de motoneuronas de C. elegans se ha reportado la formación de un “metabolón glucolítico” asociado al ciclo de las vesículas sinápticas en el botón presináptico de las neuronas para acelerar la producción de ATP. La cilia primaria, organelo encargado de la comunicación de la célula con su entorno, cumple funciones que se presume tienen un alto y fluctuante consumo energético. Se ha descrito que el ATP que la abastece proviene de mitocondrias ubicadas en su base, aunque es cuestionable si la velocidad de difusión del ATP desde allí provee todos los requerimientos energéticos de la cilia. En este trabajo se plantea si, al igual que en la sinapsis, la glucólisis aeróbica podría ser relevante en la cilia primaria. En esta tesis se propusieron dos abordajes para determinar la existencia de glucólisis en la cilia primaria de C. elegans. Por un lado, se planteó determinar la localización subcelular de la enzima fosfofructoquinasa-1 (PFK-1.1) en neuronas ciliadas de C. elegans, y por otro lado estudiar fenotipos morfológicos de un conjunto de neuronas ciliadas, en gusanos mutantes en el gen que codifica para la PFK-1.1 (pfk-1.1), utilizando el compuesto DiI, colorante que difunde a través de las membranas de las cilias expuestas al ambiente. Los resultados obtenidos muestran la localización subcelular de PFK-1.1 en la cilia de neuronas, particularmente dentro del subcompartimento de la membrana periciliar, región basal de la cilia involucrada en procesos endocíticos y en el tráfico de proteínas hacia la cilia. La presencia de PFK-1.1 allí sugiere un posible rol de la glucólisis en la generación de ATP para abastecer estos procesos. Adicionalmente, se concluyó que la mutación en pfk-1.1 (estirpe DCR3791) no afecta la capacidad de la cilia de incorporar la tinción con el compuesto DiI, y esto sugiere la integridad funcional de la cilia en dicha estirpe. Por otro lado, se observó un fenotipo de disminución en el éxito reproductivo de la estirpe DCR3791, posiblemente asociado a la afectación de procesos energéticos durante la ovogénesis. Es necesario continuar caracterizando la estructura y funcionalidad de la cilia primaria, para evaluar si la glucólisis es un mecanismo de abastecimiento de energía para este organelo.