Al igual que un collar de perlas, la columna está hecha de una serie de vértebras similares. Un llamado reloj de segmentación crea esta disposición repetitiva en los embriones en desarrollo: cada vez que el reloj avanza, comienza a formarse una vértebra.
en un artículo publicado el 21 de septiembre en Celda , el profesor de genética de la Escuela de Medicina de Harvard Olivier Pourquié, cuyo laboratorio descubrió el reloj de segmentación hace 20 años, y sus colegas informan que utilizaron células de ratón para reconstituir una versión estable de este mecanismo por primera vez en una placa de Petri, lo que llevó avarios descubrimientos nuevos sobre dónde se encuentra el reloj, qué lo hace funcionar y cómo toma forma la columna vertebral.
Las ideas del equipo no solo iluminan el desarrollo normal de vertebrados, sino que también podrían conducir a una mejor comprensión de los defectos de la columna vertebral humana como la escoliosis, dijo Pourquié, quien también es profesor de Patología de la Facultad de Medicina de Harvard Frank Burr Mallory en el Hospital Brigham and Women's y directormiembro de la facultad del Instituto de Células Madre de Harvard.
Los investigadores encontraron que el reloj de segmentación se encuentra inactivo en las células embrionarias individuales que dan lugar a las vértebras, luego hace clic en todas a la vez, colectivamente, cuando las células alcanzan una masa crítica.
Los investigadores descubrieron además que el reloj está controlado por dos señales, Notch y Yap, que son enviadas y recibidas por estas células.
Descubrieron que, por sí solo, Notch comienza a marcar el tiempo activando oscilaciones celulares que liberan instrucciones para construir estructuras que finalmente se convertirán en vértebras. Pero Notch no es la única señal en la ciudad.
Resulta que el parloteo Yap de las celdas determina la cantidad de muesca requerida para activar el reloj de segmentación. Si Yap es muy bajo, entonces el reloj corre por sí solo. Si los niveles de Yap son "medios", dijo Pourquié, entonces Notches necesario para iniciar el reloj. Y si los niveles de Yap son altos, incluso muchos Notch no convencerán al reloj para que funcione. Los científicos llaman a esto un umbral de excitabilidad.
"Si estimula un poco el sistema, no pasa nada. Pero si lo estimula un poco más y cruza el umbral, entonces el sistema tiene una respuesta muy fuerte", explicó Pourquié.
Los investigadores teorizan que el reloj de segmentación funciona como otros sistemas biológicos excitables que requieren que se cumplan ciertos umbrales antes de provocar una acción, como la activación de las neuronas y las ondas de calcio que viajan a través de las células del corazón.
"Probablemente hay similitudes en los circuitos subyacentes", dijo Pourquié.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que podían detener y reiniciar el reloj de segmentación de varias maneras: físicamente, separando y volviendo a agregar las células, y químicamente, con un fármaco bloqueador de Yap.
"Durante muchos años, hemos estado tratando de entender el mecanismo que subyace a estas oscilaciones", dijo Pourquié. "Ahora tenemos un gran marco teórico para comprender qué los genera y para ayudarnos a hacer y probar más hipótesis".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Medicina de Harvard . Original escrito por Stephanie Dutchen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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