La desactivación de un gen, llamado TGF-beta 1, en las primeras etapas del desarrollo de un ratón de laboratorio llevó a los investigadores a terminar accidentalmente con un mamífero embrionario de seis patas y sin genitales.
Este extraño e inesperado resultado generó que los científicos (los biólogos del desarrollo Anastasiia Lozovska y Moisés Mallo y sus colegas del Instituto de Ciencias Gulbenkian de Portugal) viraran la dirección de su investigación que, en un principio, era sobre la médula espinal.
"Yo no elegí el proyecto, el proyecto me eligió a mí", le dijo Mallo a Nature News sobre esta investigación que fue publicada en Nature Communications .
Para el estudio, los científicos compararon embriones de ratón de 10 a 17 días con y sin versiones funcionales del gen, TGF-beta 1, que codifica la proteína receptora TGF-beta 1.
El gen contribuye a una vía de señalización que da a un cuerpo en formación sus direcciones tronco-cola. Esta vía proporciona a las células del embrión en desarrollo instrucciones para "crear una extremidad posterior" o "genitales externos".
A medida que el embrión de un mamífero crece, construye estructuras secuencialmente desde la cabeza hasta la cola. En las primeras etapas del desarrollo, los mecanismos genéticos pasan de centrarse en la cabeza a extender el cuerpo y sentar las bases de los principales sistemas de órganos.
Posteriormente, ocurre una segunda transición donde la activación de genes en múltiples capas de tejido extiende el tronco para crear una cola.
Es durante este proceso que las interacciones entre los tejidos recién emergentes generan estructuras necesarias para los canales de salida del cuerpo y los genitales.
Si bien las piernas y los brazos comparten muchos de los mismos genes, en una etapa tan temprana del proceso, las extremidades traseras y los genitales tienen más en común. Ha habido alguna sugerencia de que surgen de la misma estructura de primordio inicial en especies ancestrales.
"Por lo tanto, será interesante determinar si un mecanismo relacionado con la plasticidad del desarrollo descubierta por nuestro trabajo podría ayudar a (explicar) la ausencia de extremidades traseras en las serpientes, pero su presencia en la mayoría de los lagartos", dicen Lozovska y sus colegas .
Los científicos descubrieron que a pesar de la ubicación bastante diferente de las patas adicionales en los embriones sin una versión funcional de Tgfbr1, los otros genes expresados en estas patas son similares a los que se encuentran en las extremidades normales de los ratones.
Ambos apéndices surgen de la mitad de tres capas de tejido que componen un embrión temprano, el mesodermo. A medida que las células que se convierten en extremidades empujan hacia la capa externa de tejidos circundante (endodermo), es posible que reciban más mensajes de "convertirse en piernas" para promover su desarrollo en estructuras de extremidades malformadas pero maduras, sospechan los investigadores.
Lozovska y su equipo examinaron más detenidamente el ADN del tejido de la pata mutante en comparación con el de los ratones de control e identificaron una remodelación de la cromatina: las proteínas que controlan el acceso al ADN de las células habían cambiado a la configuración "patas", en lugar de la configuración "genital".
Los investigadores aún no conocen el mecanismo exacto entre la supresión del gen Tgfbr1 que conduce a un par de piernas extra. Comprender más sobre estos procesos fundamentales equipará a los investigadores con herramientas adicionales para abordar los desafíos y enfermedades del desarrollo.
Fuente: Science Alert
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