Formacion de los organos

Formación de los notocordos

El Dr. G. B., está interesado en comprender el papel de las proteínas quinasas en el desarrollo y la enfermedad. Su laboratorio utiliza la biología molecular, el cultivo de tejidos, la genética de Drosophila y la bioinformática para comprender mejor los mecanismos fundamentales que intervienen en la regulación de la actividad de las proteínas quinasas. Visite el sitio del laboratorio de Cleghon.

El Dr. Cleghon se centra en definir el panorama molecular y genético de las interacciones embrionarias durante la implantación de blastocistos y los cánceres ginecológicos. Utiliza varios modelos de ratón genéticamente alterados para abordar estos problemas biológicos críticos.

El Dr. G. B., estudia los mecanismos moleculares que intervienen en el desarrollo de los órganos embrionarios y cómo el funcionamiento aberrante de estos procesos puede dar lugar a trastornos del desarrollo, así como a estados de enfermedad en la edad adulta, como el cáncer. Este conocimiento se utiliza luego en el diseño racional de estrategias terapéuticas. Utilizamos diversas técnicas experimentales, como la bioquímica, la biología celular y la biología estructural. Visite el sitio del laboratorio de Hegde.

El laboratorio Hegde está investigando la regulación transcripcional de las funciones de las células epiteliales y endoteliales durante el desarrollo embrionario del pulmón y la carcinogénesis pulmonar. El énfasis principal de los estudios está en las proteínas Winged helix/Forkhead Box (Fox) y su papel en la regulación de las vías de señalización celular necesarias para la proliferación, diferenciación, motilidad y supervivencia de las células. El objetivo final del programa de investigación es identificar nuevos mecanismos que causen malformaciones pulmonares en humanos y promuevan la formación de cáncer de pulmón.

Desarrollo del ojo

ResumenLas fluctuaciones estacionales de la duración del día regulan aspectos importantes del desarrollo de las plantas, como la transición a la floración o, en la patata (Solanum tuberosum), la formación de tubérculos. La duración del día es percibida por las hojas, que producen una señal móvil que se transporta al ápice del brote o a los tallos subterráneos para inducir una transición de floración o, respectivamente, una transición de tuberización. Los trabajos realizados en Arabidopsis, tomate y arroz (Oryza sativa) identificaron la proteína móvil FLOWERING LOCUS T (FT) como un componente principal de la señal de largo alcance del «florigen», u hormona de la floración1,2,3. Aquí mostramos que la expresión del gen Hd3a, el ortólogo de FT en el arroz, induce a los tipos estrictos de patata de día corto4 a tuberizar en días largos. La inducción del tubérculo es transmisible por injerto y la proteína Hd3a-GFP se detecta en los estolones de las plantas injertadas, por lo que el transporte de la proteína de fusión se correlaciona con la formación del tubérculo. Proporcionamos pruebas que demuestran que las transiciones florales y de tuberización de la patata están controladas por dos paralogos diferentes de tipo FT (StSP3D y StSP6A) que responden a señales ambientales independientes, y mostramos que un mecanismo de autorrelación que implica a CONSTANS modula la expresión del gen StSP6A que controla la tuberización.

Gastrulación

un nuevo estudio sobre cómo se desarrollan los ojos en un embrión en crecimiento da un vuelco al modelo de libro de texto sobre el proceso de formación de órganos. Ha descubierto que las células que forman un órgano suelen migrar al lugar donde se ubicará el órgano en las primeras fases del desarrollo, en lugar de que todo el tejido cercano sea responsable de su creación. El estudio, realizado por Jochen Wittbrodt y su laboratorio en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular de Heidelberg (Alemania), utilizó técnicas avanzadas de microscopía para rastrear células individuales en los embriones transparentes de un pequeño pez llamado Medaka. En 2001, Felix Loosli, del laboratorio de Wittbrodt, descubrió una proteína llamada Rx3 que es necesaria para la formación del ojo. Sólo las células que se convertirán en el ojo producen esta molécula. Para el estudio, Martina Rembold, también del grupo de Wittbrodt, etiquetó estas células con un marcador fluorescente y las rastreó mediante un avanzado software desarrollado por Richard Adams en la Universidad de Cambridge. El equipo descubrió que las células individuales migran activamente y de una en una desde el centro del cerebro para formar los ojos. El estudio aparece en el número del 25 de agosto de Science (Vol 313, No 5790).

Somites

La receta para la vida de los mamíferos es sencilla: tomar un óvulo, añadir esperma y esperar. Pero dos nuevos trabajos demuestran que hay otra manera. En las condiciones adecuadas, las células madre pueden dividirse y autoorganizarse en un embrión por sí mismas. En estudios publicados en Cell y Nature este mes, dos grupos informan de que han cultivado embriones sintéticos de ratón durante más tiempo que nunca. Los embriones crecieron durante 8,5 días, tiempo suficiente para que desarrollaran órganos distintos: un corazón que late, un tubo intestinal e incluso pliegues neurales.

El proceso está lejos de ser perfecto. Sólo una pequeña fracción de las células desarrolla estas características y las que lo hacen no imitan del todo a un embrión natural. Pero el trabajo sigue representando un gran avance que ayudará a los científicos a ver el desarrollo de los órganos con un detalle sin precedentes. «Esto es muy, muy emocionante», dice Jianping Fu, bioingeniero de la Universidad de Michigan en Ann Arbor. «El próximo hito en este campo será muy probablemente un embrión humano sintético basado en células madre», afirma.

Los dos equipos de investigación lograron la hazaña utilizando técnicas similares. Magdalena Zernicka-Goetz, bióloga del desarrollo y de las células madre con laboratorios en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y el Instituto Tecnológico de California en Pasadena, lleva una década trabajando en este problema. «Empezamos sólo con células madre embrionarias», dice. «Pueden imitar las primeras fases del desarrollo, pero no podíamos ir más allá». Luego, hace unos años, su equipo descubrió que cuando añadían células madre que dan lugar a la placenta y al saco vitelino, sus embriones se desarrollaban más. El año pasado demostraron que podían utilizar esta técnica para cultivar embriones hasta el día 7. En su último artículo, publicado hoy en Nature, el equipo de Zernicka-Goetz describe cómo cultivaron embriones durante 1,5 días más.