Descubriendo el reloj que marca la velocidad del desarrollo embrionario

La velocidad de desarrollo está determinada por el recambio de proteínas. Para la misma partitura musical, el metrónomo marca con un tempo allegro en el ratón, mientras que el tempo es lento en humano. Copyright: Joaquina Delas

 

Londres 18 de septiembre de 2020. Según un estudio publicado recientemente en Science por investigadores del Francis Crick Institute de Londres existe un “reloj” que marca la velocidad del desarrollo embrionario basándose en la producción y eliminación de las proteínas. Este estudio,  que cuenta con la participación de la investigadora madrileña Teresa Rayón, podría ayudarnos a comprender la evolución de los mamíferos y refinar los métodos de la medicina regenerativa.

 

El desarrollo desde embrión a adulto en todos los mamíferos sigue una serie de eventos similares en la que participan diferentes genes y rutas de señalización. Sin embargo, la velocidad con la que se suceden las diferentes etapas del desarrollo varía en gran medida entre especies. Con el objetivo de descubrir que controla esta velocidad entre especies la investigadora Teresa Rayón y compañeros del laboratorio de Dinámica del Desarrollo del Crick realizaron ensayos in vitro de neuronas motoras humanas y murinas obtenidas a partir de células madre para cronometrar el desarrollo e incluso ensayaron con la introducción de secuencias génicas humanas en células de ratón para comprobar si la respuesta se encontraba en los genes. En definitiva, las células humanas empleaban más del doble del tiempo que las de ratón en formarse independientemente del entorno celular y el origen génico.

Tras diferentes experimentos, los investigadores descubrieron que la tasa de producción/eliminación de las proteínas celulares eran las responsables de las diferencias observadas en la velocidad del desarrollo. La tasa de renovación proteica es más rápida en las células de ratón que en las humanas, debido a su mayor estabilidad, explicando así el alto ritmo de formación de neuronas motoras en este roedor.

“Es como si los embriones humanos y de ratón leyeran la misma partitura musical y tocaran la misma melodía, pero el metrónomo funciona más lentamente en los seres humanos que en los ratones. Ahora que hemos encontrado el metrónomo, queremos saber cómo cambiar su velocidad”, explica Teresa Rayón, autora principal del estudio e investigadora postdoctoral del Instituto Francis Crick de Londres.

Comprender los mecanismos que controlan la velocidad del desarrollo tiene grandes implicaciones para la medicina regenerativa y para el uso de células madre en la estudio de las enfermedades. Ser capaz de acelerar o ralentizar el desarrollo de células madre podría ayudar a perfeccionar los métodos para la producción de tipos específicos de células para aplicaciones de investigación y terapéuticas, así como proporcionar información relevante para ralentizar el crecimiento de células en enfermedades como el cáncer.

“Los cambios en el tiempo de desarrollo, las llamadas heterocronías, juegan un papel crucial en la evolución de las formas y tamaños corporales entre especies. Por ejemplo, el cerebro humano es más grande porque sus células crecen durante un período de tiempo más largo durante el desarrollo embrionario que las células equivalentes de los ratones. Por tanto, más allá de las aplicaciones prácticas, comprender cómo se controla el ritmo del desarrollo embrionario tiene el potencial de ayudarnos a comprender cómo evolucionaron las diferentes especies”, explica James Briscoe, líder del grupo del laboratorio de Dinámica del Desarrollo del Crick.

 

El artículo completo “Species-specific pace of development is associated with differences in protein stability” ha sido publicado en Science el 18 de Septiembre de 2020. DOI: 10.1126/science.aba7667.

Etiquetas: