Una simple bola de células es el punto de partida para los humanos y el pez cebra. Al final del desarrollo embrionario, sin embargo, un pez y un humano se ven muy diferentes. Las señales bioquímicas en juego han sido estudiadas ampliamente. Cómo las fuerzas mecánicas enPor otro lado, dar forma al embrión es el tema de un estudio realizado por Carl-Philipp Heisenberg, profesor del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria IST Austria y su grupo, incluido el primer autor y postdoc Michael Smutny. En su estudio, publicado hoyen Biología celular natural , los investigadores muestran que la fricción entre los tejidos en movimiento genera fuerza. Esta fuerza da forma al sistema nervioso del embrión de pez cebra, un modelo animal popular de desarrollo embrionario. "Mostramos que la fricción se genera formando tejidos que se deslizan uno contra el otro, y queesta fuerza es un mecanismo clave para regular la morfogénesis durante el desarrollo embrionario ", explica Carl-Philipp Heisenberg.
A medida que el embrión se desarrolla, las células se mueven y los tejidos se reorganizan. Las fuerzas mecánicas impulsan esta morfogénesis. Hasta ahora, sin embargo, no se ha entendido bien cómo se generan e integran estas fuerzas con otras señales. En el presente estudio, Heisenberg y su grupoestudió las fuerzas mecánicas que funcionan cuando se desarrolla el sistema nervioso central SNC del pez cebra. El anlage neural, el precursor del tubo neural, se desarrolla a partir de una de las tres capas germinales, el neurectodermo. Sin embargo, las otras dos capas germinales, el mesodermo y el endodermo, han demostrado ser cruciales para la morfogénesis adecuada del neurectodermo. Cuando se desarrolla el anlage neural, las capas germinales del embrión en forma de bola se mueven en direcciones opuestas. El mesodermo y el endodermo, también referidos colectivamentecomo mesendodermo: muévase a un polo del embrión, el llamado polo animal, mientras que el neurectodermo suprayacente se desliza contra ellos para moverse al polo opuesto, el polo vegetal.
Heisenberg y su grupo descubrieron que este movimiento es importante para posicionar el anlage neural correctamente. A medida que los tejidos se deslizan uno contra el otro, las células del neurectodermo que formarán el anlage neural cambian su dirección de movimiento. Cambian de rumbo y se mueven haciael polo animal, en la misma dirección que el mesendodermo subyacente. Los investigadores encontraron que en los embriones donde el mesendodermo está ausente, estas células de neurectodermo no se reorientan. En cambio, todas las células de neurectodermo se mueven hacia el polo vegetal y el anlage neural está colocado incorrectamente.las células del mesendodermo se mueven más lentamente de lo normal, el anlage neural también termina en la posición incorrecta.
Ahora, para descubrir cuál era el mecanismo subyacente, los investigadores construyeron un modelo teórico basado en su observación. Al modelar las fuerzas que actúan en el embrión, descubrieron que el movimiento del neurectodermo contra el mesendodermo provoca la fricción. Michael Smutny explicacómo surge la fricción: "Cuando los tejidos se deslizan uno contra el otro, surge la fricción, similar a cuando frotas un globo contra un suéter. En el caso del embrión de pez cebra, los tejidos se contactan directamente a través de E-cadherina, una proteína que llegafuera de las células. Cuando estas proteínas enlazadoras se rozan entre sí, se acumula fricción entre los tejidos ".
Los científicos confirmaron la importancia de la E-cadherina al reconstruir el sistema en el laboratorio: cultivaron una capa de células de ectodermo en un plato y la movieron en una dirección, mientras empujaban un cordón recubierto con E-cadherina en la dirección opuesta.Como resultado, las células de ectodermo se reorientan de la misma manera que se observa en el embrión. Este hallazgo de que las células de mesendodermo afectan directamente el movimiento de las células de neurectodermo a través de las fuerzas de fricción muestra por primera vez que la fricción es un regulador clave de la morfogénesis tisular enel embrión
Los defectos de la morfogénesis del neurectodermo son uno de los defectos de nacimiento más comunes en los humanos. El hallazgo de que las fuerzas de fricción que emergen en la interfaz entre las capas germinales en formación juegan un papel clave en la morfogénesis del neurectodermo indican un mecanismo previamente no reconocido que podría ser la base de esos defectos de nacimiento.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :