Los tritones son los únicos vertebrados de cuatro patas que pueden regenerar sus partes del cuerpo incluso cuando son adultos. Cuando un tritón pierde una extremidad, se genera una masa de células, llamada blastema, en el muñón, a partir de la cual una extremidad nueva y completamente funcionalfinalmente se regenera. ¿Puede esta notable capacidad explicarse por genes compartidos por vertebrados, incluidos los humanos, o por genes únicos que el tritón puede haber desarrollado?
En un estudio publicado en Informes científicos , investigadores de varias universidades japonesas, incluidas la Universidad de Tsukuba y la Universidad de Dayton, informan el descubrimiento de un nuevo gen, Newtic1, del blastema de un tritón adulto. Este gen se expresa en un subconjunto de glóbulos rojosy puede contribuir a la regeneración de las extremidades en los tritones adultos. Los glóbulos rojos, o eritrocitos, funcionan para entregar oxígeno alrededor del cuerpo de un animal. A diferencia de las otras células en el cuerpo de los mamíferos, los eritrocitos carecen de núcleos, lo que les permite transportar más oxígeno y exprimirlos.vasos sanguíneos. Sin embargo, en las especies más nuevas y no mamíferos, estas células contienen un núcleo. Además del suministro de oxígeno, se desconoce la función de estas células nucleadas. Este estudio proporciona, por primera vez, una idea de los rolesde estas células nucleadas.
En el estudio, los investigadores construyeron una base de datos de todos los genes codificadores de proteínas del tritón japonés de vientre de fuego que se había informado en la comunidad de investigación de tritones de Japón. Esta base de datos contenía información de secuencia de ADN de genes de 19 tejidos diferentes, incluyendodiferentes órganos de regeneración y blastemas de las extremidades. Para identificar genes relacionados con la regeneración de las extremidades, utilizaron análisis estadísticos para buscar genes cuya expresión se incrementó en asociación con la formación del blastema de las extremidades. De 694,138 secuencias, encontraron 105,464 expresadas en el blastema de las extremidades.La detección adicional de estas secuencias dio como resultado la identificación de un solo gen que se denominó Newtic1. Su existencia en tejidos de tritón se confirmó utilizando métodos basados en ADN y proteínas. Existen genes similares en axolotl y otras especies de tritón, pero no en ninguna otraespecies "Newtic1 es un gen 'huérfano', ya que no tiene un equivalente reconocible en especies relacionadas de forma distante", dice el coautor Fubito Toyama,de la universidad de Utsunomiya."Esto hace que sea difícil predecir su función".
Para comprender su función, los investigadores investigaron dónde y cuándo se expresa la proteína Newtic1 en el tritón. Usaron anticuerpos específicos de Newtic1 para observar la expresión de Newtic1 en el blastema y en la sangre. Descubrieron que Newtic1 se expresa específicamente enun subconjunto de eritrocitos, los glóbulos rojos prematuros denominados 'PcNobs'. El gen se expresa en algunas, pero no en todas, las células PcNob. En los tritones adultos normales, se encontraron grupos de PcNobs que expresan Newtic1 en los vasos sanguíneos y las venasEstos grupos se denominaron grupo de eritrocitos, EryC. Luego, los investigadores analizaron la expresión de Newtic1 durante la regeneración de la extremidad del tritón adulto. Los EryC se generaron nuevamente en la región del muñón después del cierre de la herida cinco días después de la amputación de la extremidad anterior en el medio del antebrazo.y su número aumentó con la formación del blastema. Los EryC fueron transportados desde la región del muñón al blastema a través de la regeneración de los vasos sanguíneos / capilares que se extienden desdeEl muñón del blastema.A medida que aparecían los dígitos en el antebrazo en regeneración, el número de EryC disminuyó.
Al observar la expresión de Newtic1 en tejidos de tritón larvario y blastemas de las extremidades, los investigadores determinaron que los eritrocitos que expresan Newtic1 no contribuyen al blastema de las extremidades en la etapa larval ". La contribución de EryCs al blastema de las extremidades, al menos enesta especie, es específica de la etapa de vida adulta terrestre ", concluye el coautor Chikafumi Chiba, profesor de la Universidad de Tsukuba.
Los investigadores sospecharon que PcNobs contenía genes que expresaban activamente, por lo que examinaron la expresión de genes en sangre normal. Los resultados sugirieron la expresión de muchos genes que codifican moléculas secretoras, incluidos factores de crecimiento y metaloproteasas de matriz. Se sabe que la mayoría de las moléculas secretoras identificadas soninvolucrados en el desarrollo y remodelación de los vasos sanguíneos, eventos que también participan en la regeneración de las extremidades. La expresión de dos de los factores de crecimiento identificados, para los cuales los reactivos estaban disponibles TGFß1 y BMP2, se confirmó en PcNobs y EryC purificados.
La expresión de TGFß1 y BMP2 en las extremidades en regeneración muestra que los EryC parecen liberar estos factores en los vasos sanguíneos y capilares en regeneración a medida que ingresan al blastema en crecimiento. "Nuestra hipótesis es que los EryC pueden trabajar hacia la regeneración de los vasos sanguíneos y los capilares".dice el autor principal Roman Casco-Robles, un candidato a doctorado en la Universidad de Tsukuba.
"Nuestros hallazgos muestran, por primera vez, el comportamiento complejo de los eritrocitos nucleados en la sangre normal y durante la regeneración de las extremidades", dice Chikafumi Chiba. "Nuestros resultados sugieren que PcNobs, un eritrocito nucleado dominante en la sangre circulante, transporta varias moléculas secretorasa través del cuerpo."
Si bien la capacidad regenerativa única del tritón no se puede explicar completamente por la presencia del gen Newtic1, su descubrimiento ha ayudado a identificar PcNobs y EryC como posibles candidatos que proporcionan moléculas importantes a una región lesionada o al blastema emergente de una extremidad.Estos hallazgos pueden proporcionar información sobre la curación de heridas, la regeneración y reparación de tejidos en otras especies animales.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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