El peroxisoma, la mitocondria y el retículo endoplásmico son organelos que intervienen en procesos celulares fundamentales y cuya función en la célula está íntimamente relacionada. Estos tres organelos mantienen interacciones físicas y funcionales muy estrechas, y su dinámica y actividad en la célula ocurren de manera coordinada. La función del peroxisoma, la mitocondria y el retículo endoplásmico es necesaria para diversos procesos del desarrollo y pensamos que debe existir una coordinación precisa de su actividad en función del desarrollo celular. Así, pensamos que las interacciones que ocurren entre estos tres organelos deben ser importantes en orquestar la actividad celular durante el desarrollo y definir el devenir celular. Esta importancia es destacada por el hecho de que en el hombre los defectos en la actividad e interacciones entre estos tres organelos generan enfermedades complejas que pueden ser muy severas. Sin embargo, aún se desconoce mucho sobre cómo ocurren y se coordinan las interacciones entre estos organelos durante el desarrollo y sobre cómo estas interacciones intervienen en el desarrollo celular. Por ello, planteamos desarrollar una línea de investigación original orientada a estudiar la dinámica y las interacciones del peroxisoma, la mitocondria y el retículo endoplásmico durante el desarrollo, utilizando como sistema experimental el desarrollo sexual del hongo Podospora anserina. Para ello, proponemos llevar a cabo una investigación que incluya estudios sobre la regulación de la dinámica intracelular de estos organelos durante el desarrollo, y sobre cómo las interacciones que se establecen entre ellos contribuyen al desarrollo sexual de este hongo. Esta investigación podría generar información relevante sobre cómo la célula regula, coordina e integra la función de sus organelos durante el desarrollo, y podría llevar a la identificación de algunos de los procesos celulares fundamentales que están afectados en algunas patologías humanas.

Los organelos constituyen compartimentos intracelulares definidos que le permiten a la célula mantener diferentes microambientes químicos óptimos para la ejecución de determinadas reacciones bioquímicas. Esta compartamentalización intracelular le permite a la célula ejecutar simultáneamente diversas reacciones metabólicas, lo que se piensa incrementa su eficiencia metabólica. Sin embargo, los organelos no son estructuras aisladas. Sabemos que los organelos están constantemente en comunicación y que existe un gran número de interacciones entre ellos (25). Así, su actividad depende, en buena medida, de las interacciones que se establecen entre ellos. No obstante, aún se sabe poco sobre cómo la célula coordina e integra el gran número de funciones que están distribuidas en las diferentes estructuras subcelulares. Por otra parte, la función de los organelos varía a lo largo del desarrollo celular. Asimismo, existen interacciones dinámicas entre los organelos a lo largo del desarrollo y pensamos que debe existir una coordinación precisa de su actividad en función del desarrollo de la célula. Sin embargo, poco se sabe sobre cómo se coordina la función de los organelos durante el desarrollo y sobre cómo las interacciones que existen entre ellos contribuyen al desarrollo celular. El objetivo principal de nuestra investigación consiste en generar información fundamental sobre cómo la célula regula, coordina e integra la función de sus organelos durante el desarrollo. Una investigación de esta naturaleza es fundamental para comprender el funcionamiento celular de una manera integral. El estudio de las interacciones entre los peroxisomas, las mitocondrias y el retículo endoplásmico es relevante no sólo para entender cómo interaccionan y se comunican los organelos en la célula, sino también para comprender cómo el deterioro de esta organización contribuye al desarrollo de patologías complejas. En diversos organismos, los defectos en la actividad de estos organelos generan deficiencias celulares y en el desarrollo que son complejas. En el hombre, por ejemplo, los defectos en la actividad peroxisomal generan con frecuencia enfermedades complejas y progresivas que pueden ser muy severas y causar la muerte temprano durante el desarrollo, como determinadas adrenoleucodistrofias y las enfermedades del espectro Zellweger. Actualmente, la relación que existe entre los defectos peroxisomales y los fenotipos tan altamente pleiotrópicos que ellos generan es poco clara. De forma importante, en estas deficiencias peroxisomales también se han observado alteraciones tanto en la función como en la dinámica de las mitocondrias y del retículo endoplásmico (revisado en, 3). Sin embargo, se desconoce por qué se generan estas alteraciones y cómo ellas contribuyen en la complejidad de los fenotipos que los pacientes presentan. De manera relevante, algunos de los defectos de la dinámica mitocondrial observados en las mutantes de pex5 de P. anserina también han sido descritos en los modelos murinos de deleción de PEX5 (12, 26), lo que provee un argumento sólido de que los estudios sobre las interacciones entre los organelos en P. anserina podrían revelar algunos de los aspectos que están alterados en las patologías humanas asociadas a estos organelos. Por otra parte, algunos defectos en las interacciones entre estos organelos per se también han sido asociados a patologías humanas. Por ejemplo, la alteración de las interacciones entre la mitocondria y el retículo endoplásmico ha sido asociada a enfermedades como la enfermedad de Alzheimer (27) y la neuropatía de Charcot-Marie-Tooth (28), y se ha demostrado que los sitios de contacto entre estos dos organelos son un importante sitio de regulación de la muerte celular. De manera que estos sitios de contacto podrían tener un papel importante en enfermedades como el cáncer (29-31).