La meiosis es la división celular encargada de la producción de gametos haploides a partir de células parentales diploides (gametogénesis). Durante la meiosis, una fase de replicación del DNA va seguida de dos rondas de segregación de cromosomas, posibilitando la reducción de la ploidía a la mitad. Tras la fecundación, la dotación cromosómica normal se reestablece; por tanto, la precisión en la distribución de los cromosomas a los gametos es crítica para generar una descendencia sana y para la supervivencia de las especies. Los errores en la meiosis originan aneuploidías y, en humanos, son la principal causa de patologías asociadas a la reproducción dando lugar a problemas de fertilidad, abortos espontáneos o enfermedades genéticas como, por ejemplo, el síndrome de Down.

La meiosis implica la formación de roturas programadas en el genoma de las células germinales. Su reparación precisa y controlada mediante la recombinación es esencial para el establecimiento de conexiones físicas entre los cromosomas homólogos (quiasmas) que determinan su correcta segregación durante la primera división meiótica. El apareamiento y la sinapsis promueven la interacción entre los homólogos también facilitada por el movimiento cromosómico activo dirigido por el anclaje de los telómeros a la envoltura nuclear.

La investigación en nuestro grupo se centra en los sistemas de vigilancia (“checkpoints”) que supervisan la distribución correcta del material genético a los gametos. Estos controles de calidad meiótica bloquean la progresión del ciclo celular en respuesta a defectos en recombinación y/o sinapsis de los cromosomas. De este modo, se impide la segregación aberrante de los cromosomas y la formación de gametos aneuploides.

Usamos la levadura Saccharomyces cerevisiae que posee potentes sistemas de control de calidad de la meiosis como principal modelo de estudio. Dada la conservación evolutiva de los “checkpoints”, así como la amplia colección de herramientas de investigación disponibles, éste es un excelente modelo para avanzar en el entendimiento de la base molecular de las patologías reproductivas.

Líneas de investigación específicas:

1. El “checkpoint” de recombinación meiótica:
1.1 Función y regulación de la AAA+ ATPasa Pch2TRIP13
1.2 Reguladores de ciclo celular: un nuevo papel para la quinasa polo Cdc5PLK1
2. Dinámica de la envoltura nuclear
2.1 Función meiótica del tráfico nucleocitoplásmico
2.2 Regulación del complejo LINC por la quinasa polo Cdc5PLK1

Checkpoint y organización del núcleo en la meiosis (A) Inmunofluorescencia de extensiones de núcleos meióticos de S. cerevisiae teñidos con DAPI (cromatina), anti-Rad51 (marcador de DSBs sin reparar) y anti-tubulina (marcador del huso). Cuando el checkpoint es defectivo (mutante ddc2) la segregación de los cromosomas ocurre aunque existan roturas en el DNA sin reparar. (B) Imagen en vivo de un núcleo en la profase meiótica con los cromosomas (Chr) anclados por los telómeros en la envoltura nuclear (NE).