En el desarrollo de un ser vivo el zigoto, que es una única célula, debe dividirse repetidas veces hasta llegar al número total de células que compondrán al organismo completo. Además, ese proceso de proliferación celular debe coordinarse de un modo perfecto con otro fenómeno independiente, la diferenciación, para que las células que van naciendo adopten la identidad correcta. Para complicar aún más este proceso, la diferenciación de las células en un tipo concreto debe de realizarse en el lugar apropiado de modo que la estructura a la que de lugar esté localizada en el sitio correcto. En los estudios de biología del desarrollo se ha intentado desde hace mucho tiempo cartografiar del modo más exacto posible qué células de un embrión son las que generan cada una de las estructuras adultas. Con la investigación acerca de los linajes celulares se busca saber que estructuras es capaz de dar una célula a partir de cierto momento del desarrollo. De este modo se puede comprender más fácilmente cómo proliferación y diferenciación se coordinan en el desarrollo. Conocer de qué manera el linaje celular condiciona el comportamiento de las células es fundamental para entender la dinámica de crecimiento durante la formación de los tejidos.

Ya a principios del siglo XX Alfred Sturtevant realizó estudios en los que deducía la distancia a la que se encontraban en el embrión las células que daban lugar a las diferentes estructuras adultas (Sturtevant, 1929) iniciando así los estudios de destino celular en el desarrollo con el fin de determinar a partir de qué células embrionarias se origina cada estructura del adulto. Estas deducciones se basaban en la observación de individuos de Drosophila ginandromorfos; individuos con la peculiaridad de que parte de sus células tienen la información genética de una hembra y el resto tienen la información genética que correspondería a un macho debido a la pérdida (por vía natural o por que se induzca) de uno de los dos cromosomas X que se encuentran normalmente en todas las hembras de la especie. Dado que esta pérdida de uno de los cromosomas X sucede de modo aleatorio (no se puede elegir que células del embrión va a perder ese cromosoma) se puede deducir cuan cerca están las células en los estadios tempranos que originarán dos estructuras concretas en el individuo adulto. Si dos estructuras rara vez aparecen como macho al mismo tiempo indica que provienen de células que en el embrión, en el momento en que se generó el ginandromorfo, se encontraban ya distantes y diferenciadas entre si.  

En la década de los 60, aparte de realizar estudios de cartografiado de destino celular analizando ginandromorfos (García-Bellido y Merriam, 1969) siguiendo la línea abierta por Sturtevant, se desarrollaron en Drosophila melanogaster las herramientas genéticas que permitían marcar la descendencia de una célula única en el momento del desarrollo que se eligiera y así observar que destinos celulares era capaz de generar dicha célula. Gracias a esas técnicas (llamadas de recombinación mitótica) se consiguió profundizar en el establecimiento de los linajes celulares en los diferentes tejidos y momentos del desarrollo en este organismo modelo.

En los años 70 parte de estos estudios de linaje celular fueron realizados por el grupo de investigación formado por Antonio García-Bellido, Ginés Morata y Pedro Ripoll en Centro de Biología Molecular Severo Ochoa. Los estudios de linaje desarrollados por este grupo de investigación desembocaron en un descubrimiento que supuso una revolución dentro del campo de la Biología del Desarrollo. El descubrimiento de la división de los organismos en Compartimentos de Restricción de Linaje. Este descubrimiento se pudo hacer gracias a que generaban en distintos momentos del desarrollo embrionario y larvario la pérdida en una célula de una mutación que estaba presente en el resto de células del animal. Esta mutación es conocida como Minute y a los grupos de células que la pierden se les denomina clones Minute ⁺. Las células hijas de aquella en la que se hubiera perdido la mutación tampoco serán mutantes y, al estar esta mutación asociada a un marcador visible, se puede observar que estructuras han podido formarse a partir de esa célula única.

Los individuos Minute^- son fenotípicamente indistinguibles de los individuos con genotipo silvestre a excepción de que sus quetas son más finas y que tardan más tiempo en completar su desarrollo. Sus células se dividen a un ritmo más lento. Los, por aquella época, estudiantes de doctorado Ginés Morata y Pedro Ripoll bajo la dirección de Antonio García-Bellido observaron que los clones Minute ⁺ (que se dividen a un ritmo normal), crecían en el entorno Minute^- (que se divide más lentamente) mucho más que el resto. Lo sorprendente de sus observaciones fue descubrir que esos clones, que en algunos casos eran capaces de ocupar media ala, quedaban restringidos siempre a la mitad anterior o a la posterior, pero que nunca cruzaban una línea invisible perfectamente recta que dividía el ala sin coincidir con ninguna característica morfológica. Esta división en compartimentos anterior y posterior se repite además en todos los segmentos de los que se componen los insectos. Unos años después, las investigaciones que realizaron Ginés Morata y Peter Lawrence en Cambridge demostraron que esa división se debía a que en el compartimento posterior se expresa un gen selector (engrailed) que nunca está activado en las células de origen anterior. Los compartimentos se definieron como unidades de linaje policlonal establecidos tempranamente en el desarrollo fundamentales para el desarrollo al servir de nodo de conexión entre  el linaje celular, la expresión génica y el patrón corporal (García-Bellido y cols., 1973; Morata y Ripoll, 1975; Morata y Lawrence, 1975).

Durante mucho tiempo los estudios de linaje celular en el desarrollo de los embriones de vertebrados han estado limitados por la falta de herramientas genéticas adecuadas. Uno de los objetivos del Proyecto CELDEV es solventar esas limitaciones desarrollando la técnica necesaria y aplicando los instrumentos adecuados. De este modo se podrá buscar en estos organismos un  conocimiento cada vez más profundo de los linajes celulares a lo largo de su desarrollo.

Referencias:

Sturtevant, A.H. 1929. The claret mutant type of Drosophila simulans: A study of chromosome elimination and of cell lineage. Z.Wiss. Zool. 135: 323-356.

Morata, G. y Lawrence, P.A. 1975. Control of compartment development by the engrailed gene in Drosophila. Nature 255: 614-617.

García-Bellido, A., Ripoll, P. y Morata, G. 1973. Developmental compartmentalization of the wing disc of Drosophila. Nat. New Biol. 245: 251-253.

García-Bellido, A. y Merriam, J.R. 1969. Cell lineage of the imaginal disc in Drosophila Gynandromorphs. J. Exp. Zool. 170: 61-75

Morata, G. y Ripoll, P. 1975. Minutes: Mutants of Drosophila autonomously affecting cell division rate. Dev. Biol. 42: 211-221.

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