Investigadores genéticos que estudian el desarrollo de ratones han creado accidentalmente ratones con colas inusualmente largas e inusualmente cortas.
Sus hallazgos, publicados en dos artículos en la revista Developmental Cell, ofrecen nuevos conocimientos sobre algunos de los aspectos clave que controlan el desarrollo de colas en ratones y tienen implicaciones para comprender qué sucede cuando las vías de desarrollo fracasan.
"Las mismas redes reguladoras que controlan los mecanismos que regulan cómo se forma un patrón corporal se cooptan a menudo para otros procesos de desarrollo", dice Moisés Mallo, investigador del Instituto Gulbenkian de Ciência en Lisboa, Portugal, y autor principal de uno de los dos artículos.
"El estudio de estas redes puede brindarnos información relevante para comprender otros procesos de desarrollo, o incluso patológicos".
Los hallazgos de ambos grupos están relacionados con un gen llamado Lin28, que ya se sabía que tenía un papel en la regulación del tamaño corporal y el metabolismo, entre otras funciones.
"Estábamos tratando de hacer modelos de ratones con el gen que predispone al cáncer Lin28, pero nos sorprendió descubrir que estos ratones tenían colas superlargas. Tenían más vértebras", dice George Daley, investigador y decano de la Escuela de Medicina de Harvard y autor principal del otro artículo. Su equipo estaba estudiando la vía Lin28/let-7, que regula el tiempo de desarrollo y se implica en varios tipos de cáncer.
Mallo, por otro lado, estaba estudiando un gen llamado Gdf11, que ya se sabía que estaba involucrado en desencadenar el desarrollo de la cola durante el desarrollo embrionario.
En su laboratorio, encontraron que los ratones con mutaciones Gfd11 tenían colas más cortas y más gruesas que las de los ratones normales. "También contenían un tubo neural completamente desarrollado en el interior, en oposición a una cola normal que está esencialmente hecha de vértebras", dice Mallo. "Pudimos identificar los genes Lin28 y Hox13 como reguladores clave del desarrollo de la cola en la última etapa de Gdf11".
Ambas vías se relacionan con el desarrollo de somitas, que dan lugar a estructuras importantes asociadas con el plan corporal de los vertebrados. Estos bloques de células finalmente se diferencian en dermis, músculo esquelético, cartílago, tendones y vértebras. A medida que se desarrollan los mamíferos, los somitas se establecen de manera secuencial a lo largo del eje del cuerpo. Lin28 juega un papel en la regulación del tiempo de este proceso repetitivo.
"Desde mi perspectiva, uno de los hallazgos más importantes de nuestro trabajo es que un grupo de células multipotentes que construyen tanto los somitas como la médula espinal están regulados por redes genéticas fundamentalmente diferentes y tienen diferentes competencias celulares en dos etapas consecutivas de desarrollo". Mallo agrega "este hallazgo va más allá de la transición troncal a cola, posiblemente adquiriendo relevancia en procesos patológicos como el inicio de metástasis".
"También hay implicaciones importantes en esta investigación para comprender la evolución", dice Daisy Robinton, investigadora de Harvard y primera autora del estudio del laboratorio de Daley. "El alargamiento del eje anterior-posterior es una característica importante en los animales bilaterales, y la selección natural creó una variedad de longitudes de cola para adaptarse a diferentes presiones evolutivas. Hasta ahora, se sabía poco sobre cómo se controla la longitud y cómo la manipulación de la genética puede afectar la morfogénesis".
Robinton dice que los próximos pasos para el laboratorio de Daley son abordar la cuestión de si Lin28/let-7 actúa de manera similar en otros sistemas orgánicos, así como explorar más profundamente cómo esta vía influye en las decisiones sobre el destino de las células durante el desarrollo de los mamíferos.
Para Mallo, el trabajo futuro se centrará en descubrir más detalles moleculares de cómo estos jugadores modulan la actividad de los progenitores de la yema de la cola y profundizar en la comprensión de cómo están mediadas estas interacciones moleculares.
RL