¿Cómo se convierten las neuronas en neuronas? Todas comienzan como células madre, indiferenciadas y con el potencial de convertirse en cualquier célula del cuerpo.
Hasta ahora, sin embargo, exactamente cómo sucede eso ha sido un misterio científico. Una nueva investigación realizada por neurocientíficos de la Universidad de California en Santa Bárbara ha descifrado algunos de los primeros cambios que ocurren antes de que las células madre se transformen en neuronas y otros tipos de células.
Trabajando con células madre embrionarias humanas en placas de Petri, el becario posdoctoral Jiwon Jang descubrió una nueva vía que juega un papel clave en la diferenciación celular. Los hallazgos aparecen en la revista Celda .
"El descubrimiento de Jiwon es muy importante porque nos da una comprensión fundamental de la forma en que funcionan las células madre y la forma en que comienzan a experimentar diferenciación", dijo el autor principal Kenneth S. Kosik, Profesor Harriman de Investigación en Neurociencia en el Departamento de Molecular de la UCSB, Celular y biología del desarrollo. "Es un conocimiento muy fundamental que faltaba en el campo".
Cuando las células madre comienzan a diferenciarse, forman precursores: neuroectodermos que tienen el potencial de convertirse en células cerebrales, como neuronas; o mesendodermos, que finalmente se convierten en células que comprenden órganos, músculos, sangre y huesos.
Jang descubrió varios pasos a lo largo de lo que él y Kosik etiquetaron como el eje PAN Cilio primario, Autofagia Nrf2. Esta vía recientemente identificada parece determinar la forma final de una célula madre.
"El eje PAN es un jugador muy importante en las decisiones sobre el destino de las células", explicó Jang. "El alargamiento G1 induce la protrusión de los cilios y cuanto más tiempo están expuestas esas antenas celulares, más señales pueden captar".
Durante algún tiempo, los científicos han sabido sobre Gap 1 G1, la primera de cuatro fases en el ciclo celular, pero no tenían claro su papel en la diferenciación de células madre. La investigación de Jang demuestra que en las células madre destinadas a convertirseneuronas, la fase de alargamiento de G1 desencadena otras acciones que hacen que las células madre se transformen en neuroectodermos.
Durante este intervalo G1 alargado, las células desarrollan cilios primarios, protuberancias parecidas a antenas capaces de detectar su entorno. Los cilios activan el sistema de eliminación de basura de las células en un proceso conocido como autofagia.
Otro factor importante es Nrf2, que monitorea las células en busca de moléculas peligrosas como los radicales libres, un trabajo particularmente importante para la formación de células sanas.
"Nrf2 es como un guardián de la célula y se asegura de que la célula funcione correctamente", dijo Kosik, codirector del Instituto de Investigación de Neurociencia del campus. "Los niveles de Nrf2 son muy altos en las células madre porque las células madre son el futuro".Sin Nrf2 vigilando la integridad del genoma, la progenie futura está en problemas ".
El trabajo de Jang mostró que los niveles de Nrf2 comienzan a disminuir durante el intervalo G1 alargado. Esto es significativo, señaló Kosik, porque Nrf2 generalmente no disminuye hasta que la célula ya ha comenzado a diferenciarse.
"Pensamos que, en las mismas condiciones si las células fueran idénticas, ambas se diferenciarían de la misma manera, pero eso no fue lo que encontramos", dijo Jang. "El destino de las células está controlado por el alargamiento G1, que prolonga la exposición de los ciliosa las señales de su entorno. Ese es un concepto genial ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Julie Cohen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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