Las tráqueas de las moscas de la fruta se parecen mucho más a los vasos sanguíneos humanos que a la entrada a los pulmones humanos. Para crear esa intrincada red, las células embrionarias de las moscas deben brotar "dedos" y arrastrarse en su lugar. Ahora los investigadores de la Universidad Johns Hopkins han descubierto que una proteínallamado Mipp1 es clave para la capacidad de las células de hacer crecer estos dedos.
Un resumen de la investigación, que tiene implicaciones para comprender el desarrollo normal y anormal de los tejidos humanos y de otros animales, se publicará en línea el 25 de noviembre en la revista Informes de celda .
"Las moscas de la fruta no tienen sangre para llevar oxígeno a sus células", dice Deborah Andrew, Ph.D., profesora de biología celular en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. "En cambio, los tubos de la tráquea, otráquea, se ramifica repetidamente, adelgazando más y más, como los pequeños vasos sanguíneos capilares en todo el cuerpo, de modo que el oxígeno puede difundirse directamente desde la tráquea al tejido cercano ".
Las moscas de la fruta son las favoritas de los animales de investigación entre los biólogos porque sus genes y su química son relativamente fáciles de manipular, y porque pueden criarse fácil y rápidamente. Y dado que la evolución conserva los eventos biológicos clave, lo que se aprende en las moscas puede arrojar luz sobreAndrew observa que el desarrollo de muchas especies, incluidos los humanos.
Andrew dice que dos conductos principales de la tráquea de la mosca de la fruta embrionaria corren paralelos entre sí a lo largo del embrión. Desde estos amplios "troncos dorsales", varias ramas más delgadas se separan y crecen hacia la parte superior del embrión hasta que se encuentran yfusionarse en el medio, formando una red contigua.
Antes y después del alargamiento, las ramas dorsales son solo seis células interconectadas. Comienzan apiladas tres altas y envueltas alrededor del tubo delgado conectado al tronco dorsal. Para alargar el tubo, las células en la parte superior crecen estructuras similares a dedos llamadasfilopodios que se extienden y separan las células del tronco dorsal. Al mismo tiempo, las células se reorganizan para formar una estructura de seis células de altura.
"Hace unos años, descubrimos que en el desarrollo de embriones de mosca, la proteína Mipp1 está controlada por el gen regulador principal que orquesta todo el desarrollo traqueal", dice Yim Ling Cheng, Ph.D., un becario postdoctoral de biología celular enla Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y el autor principal del artículo. En ese momento, los investigadores sabían que Mipp1 era una enzima responsable de convertir la molécula IP6 en IP3 ¬ - dos mensajeros químicos diferentes - al romper tres grupos fosfatoQuerían saber por qué Mipp1 estaba en la tráquea.
Al rastrear su ubicación en la tráquea, descubrieron que, al principio, la proteína se encuentra en todo el tejido en desarrollo. Pero pronto se concentra en el par superior de células en las ramas dorsales de tres células que están a punto dealargado. Esas son las células que producen filopodia, y cuando había demasiado Mipp1, el equipo de investigación vio demasiados filopodios. Muy poco Mipp1 resultó en muy pocos filopodios y ramas que tardaron en alargarse.
Preguntándose si la presencia de Mipp1 en las células superiores era la causa o el resultado de la posición de las células, los investigadores manipularon genéticamente las moscas para que las células de la rama dorsal activaran el gen Mipp1 al azar. Esperaban que luego se encontrara Mipp1en las seis posiciones de la rama al azar, pero descubrieron que en las dos celdas superiores, estaba presente más de tres veces más frecuentemente que en otras celdas. Eso sugiere, dice Andrew, que Mipp1 hace que las celdas sean más propensas a subirla parte superior, donde se necesitan para alargar las ramas.
El equipo aprendió de experimentos posteriores que Mipp1 decora el borde exterior, no el interior, de las celdas superiores en las ramas traqueales, donde convierte IP6 en IP3, pero se preguntan cómo exactamente eso influye en el crecimiento de los dedos. Esperanaveriguar en sus experimentos en curso.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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