¿Cómo dirigen los genes la formación de nuestros órganos?

Investigadores del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” y de la Universidad Autónoma de Madrid han utilizado el organismo modelo Drosophila melanogaster, la mosca del vinagre, para tratar de entender cómo los genes controlan los procesos celulares que determinan la forma de un órgano en desarrollo. En concreto, Sergio Córdoba y Carlos Estella, los firmantes de este artículo, han utilizado el proceso de desarrollo de las articulaciones de la pata de la mosca para tratar de arrojar luz sobre la relación entre regulación genética y adquisición de la forma, una cuestión central (aunque poco conocida) en el campo de la Biología del Desarrollo.

Pérdida de las articulaciones distales en mutantes dys

Las instrucciones que dirigen la formación de los organismos se encuentran codificadas en su genoma. Por lo tanto, para la adquisición de la forma, tamaño y función del organismo, esta información genética debe ser traducida en comportamientos celulares como proliferación, diferenciación y movimientos celulares y de tejidos. Este proceso de adquisición de forma es conocido como morfogénesis. Una forma muy intuitiva de entender la morfogénesis epitelial es comparar este proceso con el origami, el arte de crear figuras a partir de láminas de papel. En el origami una serie de instrucciones indican cómo doblar el papel para obtener la figura tridimensional. Del mismo modo, durante la morfogénesis la información genética actúa como las instrucciones que indican la forma que debe tomar el epitelio, a través del control de los distintos procesos celulares, que pueden compararse con los pliegues del papel.

En este trabajo se utiliza la formación de las articulaciones de la pata de la mosca como modelo, debido al amplio conocimiento que existe acerca de la formación de patrón en la pata. En otras palabras, se conocen con un alto nivel de detalle los genes implicados en dar identidad a los diferentes segmentos de la pata y cómo se regula su expresión. De hecho, el grupo liderado por Carlos Estella ya publicó en el año 2014 en la misma revista PLoS Genetics un estudio en el que se identificaba al gen dysfusion (dysf), como factor absolutamente necesario para la formación de las articulaciones de la pata. En este nuevo estudio, los autores avanzan un paso más allá para describir los elementos controlados por Dysfusion responsables de dirigir los cambios en la forma de las células para formar los pliegues epiteliales que dan lugar a las articulaciones. Este importante estudio concluye que la constricción apical mediada por la proteína Rho1, un proceso ampliamente descrito para el cambio de forma de tejidos epiteliales, es controlada por Dysf para dar lugar a estos característicos pliegues en el disco imaginal de pata.

Sin embargo, ambos investigadores inciden en que más allá de resolver la cuestión particular de cómo se forman las articulaciones de la pata de Drosophila, la relevancia de su trabajo consiste en haber podido unir los procesos de regulación genética y morfogénesis en un contexto de desarrollo. El trabajo desarrollado por Sergio Córdoba y Carlos Estella consigue trazar la formación de las articulaciones desde la subdivisión genética de la pata hasta los comportamientos celulares que esculpen la forma del epitelio, e identifica a Dysf como un elemento fundamental para unir estos dos procesos.

JAL (DCC-CBMSO)

DIVULGACIÓN CIENTÍFICA DEL 01 DE OCTUBRE DE 2018

Jueves 21:30 h en Radio 5

¿Tiene alguna finalidad la evolución por selección natural?
Con el título La Evolución de los Seres Vivos. Un proceso sin finalidad y coordinado por el Centro Mediterráneo y la Universidad de Granada se acaba de celebrar el tercer curso sobre divulgación en el Hecho Evolutivo. ¿Tiene, la evolución por selección natural, tal y como la describió Charles Darwin, alguna finalidad preconcebida? Sobre este curso y evolución hablamos esta noche con Federico Zurita Martínez, profesor e investigador de Genética de la Universidad de Granada. Contra las pseudoterapias, hoy hablamos de la quiropráctica. Con la película «La Isla» terminamos el programa de hoy.